Перед покупкой аккумулятора для «бесперебойника» вы можете отсортировать необходимые модели по технологии изготовления в нашем общем каталоге. Аналогично подбор по параметрам позволит сосредоточиться на решениях с LiFePO4 или Li-Ion батареей при поиске оптимальной зарядной станции. А если вам только предстоит покупка ИБП, то рекомендуем также ознакомиться с материалом «Как выбрать ИБП». Также советуем почитать статью «Как выбрать аккумулятор для ИБП».

Li-Ion vs LiFePO4: состав и сфера применения

Прежде всего стоит отметить, что литий-ионные аккумуляторы — это собирательный термин для батарей с литием и графитом в составе. При этом катоды тут могут быть разными, и как раз это во многом и определяет итоговые рабочие характеристики АКБ.

Так, в типичных литий-ионных аккумуляторах катод выполняется из кобальта, марганца или их комбинаций. Допустим, в зарядных станциях встречаются и еще более сложные «рецептуры» положительно заряженных частиц, содержащие сразу никель, кадмий и марганец. Последняя разновидность называется Li-Ion NMC. Подобные батареи позволяют нарастить суммарную мощность при стабильном напряжении, в связи с чем, например, повсеместно применяются у компании EcoFlow наряду с моделями LiFePO4.

К характерным особенностям большинства литий-ионных АКБ относится высокая плотность энергии. Это означает, что они могут сочетать компактные размеры и малый вес с достаточно большой емкостью батареи. Сегодня Li-Ion аккумуляторы привычны нам, ведь используются в смартфонах, ноутбуках и разных других гаджетах. Также они довольно широко представлены среди АКБ для ИБП.

Вот такие “внутренности” имеют емкие литий-ионные аккумуляторы .

Если говорить строго, то литий-железо-фосфатная батарея LiFePO4 — это тоже разновидность Li-Ion. При этом данная технология — одна из самых современных и пока что точно наиболее прогрессивная. Катод тут состоит из литий-феррофосфата. Он тяжелее чем у прочих литиевых АКБ, но имеет немало других преимуществ, в том числе в аспекте долговечности, надежности и общей безопасности.

Широкое распространение LiFePO4 получили благодаря применению в солнечных батареях и электромобилях. Но сейчас активно проникают и во многие другие сферы.

Батери LiFePO4 нередко выполнены в другом форм-факторе.

Еще недавно классические литий-ионные и прогрессивные железо-фосфатные батареи практически не конкурировали друг с другом. Первые господствуют среди мобильных гаджетов и в компьютерной технике, вторые — в автосфере. Но в зарядных станциях и в АКБ для ИБП они пересекаются и могут выступать альтернативой друг другу. Что же выбрать LiFePO4 или Li-Ion?

Зарядные станции с Li-Ion батареей

Сравнение LiFePO4 и Li-Ion по разным параметрам

Чтобы понять, какой аккумулятор лучше, нужно сравнить самые важные эксплуатационные характеристики и цены, а уже затем принимать решение для себя. Прежде всего стоит отметить общие черты, свойственные всем литиевым АКБ сегодня, а именно:

  • отсутствие эффекта памяти;
  • готовность к глубокому разряду (вплоть до 90% и выше);
  • низкую скорость саморазряда при простое;
  • довольно быстрый зарядный процесс, на фоне традиционных автомобильных батарей, например, с технологией EFB.

Но разница между LiFePO4 и Li-Ion все же довольно ощутима. Рассмотрим отличия по параметрам, которые важны для систем резервного энергообеспечения:

  • Безопасность. При питании мощных устройств АКБ могут нагреваться, что например, может влиять на химическую стабильность батареи. В целом для литий-ионных моделей не исключен перегрев, возгорание и даже взрыв, но подобные форс-мажоры, как правило, предупреждает встроенная электроника (специальные контроллеры). LiFePO4 лучше выдерживает повышение температур, не выделяет кислород при работе, поэтому возгорание практически исключены. В целом литий-железо-фосфат можно считать более безопасным выбором.
В плане долговечности литий-железо-фосфатные АКБ ощутимо впереди.
  • Рабочий ресурс (количество циклов зарядки-разрядки без падения производительности). Для систем резервного энергообеспечения долговечность АКБ — очень важный параметр. Стоит сказать, что литиевые технологии однозначно лучше, чем, например, гелевые аккумуляторы. Последние при разряде свыше 50% в среднем выдерживают до 500 циклов. Обычные Li-Ion имеют срок службы минимум в 1000 циклов, а, например, Li-Ion NMC — даже под 2000. Но по этому критерию безусловным лидером являются LiFePO4, которые не проседают по мощности еще дольше — от 3000 до 8000 циклов. Деградация на практике происходит где-то через 7 – 10 лет (а в солнечных батареях жизненный цикл даже больше — свыше 20 лет). В целом у железо-фосфатных АКБ долговечность обычно в 2 раза больше, чем у Li-Ion.
  • Плотность энергии (а также габариты и вес). Простыми словами — это то, какую емкость батареи можно уместить в единице объема или массы. Чем выше плотность (энергоемкость), тем компактнее и легче может быть АКБ. У LiFePO4 она составляет от 90 до 150 Вт*ч/кг. То есть батарея зарядной станции емкостью в 500 Вт*ч будет весить не меньше 3.5 кг (а скорее ближе к 5 кг). Плотность Li-Ion ощутимо выше, вплоть до 260 Вт*ч/кг (как, допустим, у литий-кобальтовых вариаций). То есть те же 500 Вт*ч могут «уместиться» в 2-килограммовом корпусе. Соответственно, в аспекте компактности и легкости традиционные литий-ионные аккумуляторы превосходят LiFePO4.
Зарядные станции с LiFePO4 батареями довольно тяжелые.
  • Значения напряжения. У литий-ионного АКБ соответствующий номинальный показатель равняется 3.7 B, а у железо-фосфатного — 3.2 В. С точки зрения физики подобная разница должна обеспечить определенные преимущества Li-Ion при питании более мощной техники, а также позитивно влиять на скорость зарядного процесса. Но в действительности особой разницы на практике нет, так как LiFePO4 стабильнее держит рабочее напряжение в районе номинального (плюс может отдавать больший ток), а у литий-ионных аналогов рабочие цифры активнее снижаются при разрядке батареи, вплоть до 2.8 В. То есть за счет своей стабильности железо-фосфатные АКБ нивелируют проигрыш в вольтах.
  • Рабочие температуры. Все литиевые АКБ не любят холодов, то есть при отрицательных цифрах на термометре их эксплуатационные характеристики снижаются (и прежде всего проседает общая производительность). Но разница у решений с разной технологией все же есть. Li-Ion вообще нельзя заряжать при минусовых значения, тогда как у LiFePO4 рабочих диапазон температур обычно шире. Вместе с тем, решающее слово зачастую остается за производителем конкретного прибора. Так, BLUETTI PowerOak EB55 допустимо применять на морозах, а конкурента с аналогичной железо-фосфатной батареей — EcoFlow RIVER 2 Max — нет (нижний предел 0 °C).
При морозах все литиевые АКБ чувствуют себя не очень, но есть исключения.
  • Экологичность. Без сомнений система резервного электроснабжения на базе ИБП или зарядных станций — это более «зеленый» продукт, чем бензиновые генераторы. Но и тут есть свои нюансы. Так, АКБ требуют правильной утилизации, а, допустим, кобальт и кадмий, которые входят в состав некоторых литий-ионных батарей (включая Li-Ion NMC) могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. В данном аспекте LiFePO4-аналоги являются более экологичным выбором.

Отдельно стоит поговорить о ценах. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы — это относительно новая технология, но на фоне литий-ионных аналогов процесс изготовления здесь даже дешевле (например, на производстве не требуется специальный цех для работы с токсичным кобальтом). Но в силу новизны LiFePO4 в таких готовых решениях, как зарядные станции, производители пока не спешат снижать цены. В результате литий-ионные модели в пересчете на единицу емкости (Вт*ч) пока стоят дешевле, что можно наглядно увидеть в подборке. С АКБ для ИБП все менее однозначно, ведь нужно делать поправку на вольтаж и емкость. В целом там ощутимых разрывов по цене нет.

Зарядные станции с LiFePO4 батареей

Для наглядности основные отличительные черты литий-ионных и железо-фосфатных АКБ сведены в таблицу:

Параметры сравнения Li-Ion LiFePO4
Безопасность средняя максимальная
Рабочий ресурс от 1000 циклов от 3000+ циклов
Вес и габариты минимальны больше, чем у Li-Ion на 25 – 30%
Зарядка в мороз недопустима иногда допустима
Экологичность низкая (так как у большинства Li-Ion есть кобальт) высокая

Когда стоит выбрать зарядную станцию или АКБ для ИБП на базе LiFePO4?

Выбирать литий-железо-фосфатные аккумуляторы для систем автономного энергоснабжения стоит, если вам:

  • предстоит подключать мощные приборы;
  • нужно будет использовать зарядную станцию или ИБП в сложных условиях (и температурных, и в аспекте серьезных пиковых нагрузок, глубокого разряда), обеспечив максимальную безопасность (без риска пожаров и взрывов);
  • важнее долговечность, а не стоимость;
  • подходит стационарная установка и не нужно перемещать ИБП или зарядную станцию, есть место для их размещения;
  • требуется относительно экологичное решение.
В высоконагруженных системах литий-железо-фосфатные АКБ предпочтительны.

В целом системы резервного электропитания на базе LiFePO4 выигрывают на фоне конкурентов в плане универсальности, готовности к серьезным нагрузкам, общей выносливости, стабильности и долговечности. Так, самые мощные зарядные станции базируются именно на АКБ по данной технологии. И это неслучайно. Допустим, если вы хотите питать ими всю квартиру или тем более дом, понимаете, что это долгосрочная инвестиция, то целесообразно рассматривать именно литий-железо-фосфатные батареи.

Когда стоит взять зарядную станцию или ИБП с Li-Ion АКБ?

Традиционные литий-ионные решения актуальны, если вы:

  • планируете портативное применение (будете брать зарядную станцию в поход, в поездки и т.д.);
  • испытываете дефицит места;
  • не собираетесь интенсивно нагружать резервную систему энергообеспечения;
  • нуждаетесь во временном решении (не хотите переплачивать за долговечность, правда, в этом случае можно рассматривать, даже AGM-аккумуляторы);
  • ограничены в бюджете.
В походе и других условиях, когда важна мобильность, литий-ионные батареи имеют свои козыри .

Для щадящей эксплуатации, например, обеспечения питанием только лишь газового котла, холодильника или офисного ПК, хорошо подходят Li-Ion аккумуляторы. Они предпочтительны для самых стесненных условий, ведь при прочих равных ощутимо компактнее LiFePO4, а также тогда, когда систему надо часто переносить. Плюс фактор цены забывать не стоит, ведь если ИБП или зарядная станция — это решение сугубо для экстренных случаев, то срока службы в условные 3 – 4 года должно быть вполне достаточно.

Можно предположить, что аккумуляторы LiFePO4 будут использоваться все чаще, а цены на те же зарядные станции с ними в скором времени снизятся. В результате их превосходство перед другими литиевыми технологиями только укрепится. И вот тогда главными аргументами в пользу обычных Li-Ion моделей будет лишь легкость и компактность.