LiFePO4 Voltage Chart

LiFePO4 電圧チャート: 総合ガイド

により WilliamZachary 2024年4月13日 Reading time: 4 minutes
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    LiFePO4バッテリー電圧の概要

    リン酸鉄リチウム ( LiFePO4 ) バッテリーは、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、安全性が高いため、電動自転車、電気自動車、フォークリフト、船舶、AGV、床掃除機などの分野で好まれています。Lifepo4 バッテリーは、その優れた性能により、高性能アプリケーションに好まれる選択肢となっています。安定した電圧、一貫した出力、広い動作温度範囲を提供します。この記事では、Lifepo4 バッテリーの電圧チャートと、Lifepo4 と NMC (ニッケル マンガン コバルト) の比較に焦点を当てています。

    LiFePO4 電圧チャートとは何ですか?

    LiFePO4バッテリーの電圧チャートには、通常、 LiFePO4バッテリー特有の放電曲線が表示されます。電圧は容量に応じて 100% から 0% まで変化します。

    ソシエテ 1 セル 12V 24V 36V 48V
    100% 3.65V 14.6V 29.2V 43.8V 58.4V
    100% 休息 3.4V 13.6V 27.2V 40.8V 54.4V
    90% 3.35V 13.4V 26.8V 40.2V 53.6V
    80% 3.32V 13.28V 26.56V 39.84V 53.12V
    70% 3.3V 13.2V 26.4V 39.6V 52.8V
    60% 3.27V 13.08V 26.16V 39.24V 52.32V
    50% 3.26V 13.04V 26.08V 40.2V 39.12V
    40% 3.25V 13V 26V 39V 52V
    30% 3.22V 12.88V 25.76V 38.64V 51.52V
    20% 3.2V 12.8V 25.6V 38.4V 51.2V
    10% 3V 12V 24V 36V 48V
    0% 2.5V 10V 20V 30V 40V

    LiFePO4 バッテリー放電カットオフ電圧: 2.5V

    LiFePO4 バッテリーフロート充電電圧: 3.2V

    LiFePO4バッテリー公称電圧: 3.2V

    3.2V LiFePO4セルの充電および放電電圧チャート

    3.2V LiFePO4 セル電圧チャート

    12V LiFePO4パックの充電および放電電圧チャート

    12V 100Ah LiFePO4 バッテリーは、従来の 12V 鉛蓄電池に比べて大幅に性能が向上しています。オフグリッド太陽光発電システムにとって最も安全な選択肢の 1 つとして高く評価されています。完全に充電されると、バッテリー電圧は 14.6V に達しますが、完全に放電すると 10V まで低下します。次の電圧チャートは、12V LiFePO4 バッテリーの容量に対する電圧低下を示しています。

    容量 バッテリー電圧
    100% 14.6V
    90% 13.4V
    80% 13.28V
    70% 13.2V
    60% 13.08V
    50% 13.04V
    40% 13V
    30% 12.88V
    20% 12.8V
    10% 12V
    0% 10V
    12V LiFePO4 セル電圧チャート

    LiFePO4バッテリー放電カットオフ電圧: 10V
    LiFePO4バッテリーフロート充電電圧: 13.6V
    LiFePO4バッテリー公称電圧: 12.8V

    24V LiFePO4パックの充電および放電電圧チャート

    2 つのオプションがあります。24V LiFePO4 バッテリーを購入するか、同じ 12V LiFePO4 バッテリーを 2 つ入手して直列に接続します。完全に充電されると、これらのバッテリーの電圧は 29.2V に達し、放電中に 20V まで低下します。
    容量 バッテリー電圧
    100% 29.2V
    90% 26.8V
    80% 26.56V
    70% 26.4V
    60% 26.16V
    50% 26.08V
    40% 26V
    30% 25.76V
    20% 25.6V
    10% 24V
    0% 20V

    24V LiFePO4 セル電圧チャート

    LiFePO4セル放電カットオフ電圧: 20V
    LiFePO4セルフロート充電電圧: 27.2V
    LiFePO4セル公称電圧: 25.6V

    36V LiFePO4 パックの充電および放電電圧チャート

    36V LiFePO4 バッテリーを購入するか、同じ 12V LiFePO4 バッテリーを 3 つ入手して直列に接続します。これらのバッテリーは完全に充電されると 43.8V の電圧に達し、放電時には 30V まで低下します。

    容量 バッテリー電圧
    100% 43.8V
    90% 40.2V
    80% 39.84V
    70% 39.6V
    60% 38.24V
    50% 39.12V
    40% 39V
    30% 38.64V
    20% 38.4V
    10% 36V
    0% 30V
    24V LiFePO4 セル電圧チャート
    LiFePO4バッテリー放電カットオフ電圧: 30V
    LiFePO4 バッテリーフロート充電電圧: 43.8V
    LiFePO4バッテリー公称電圧: 38.4V

    48V LiFePO4パックの充電および放電電圧チャート

    大規模な太陽光発電システムでは、48V バッテリーが一般的に使用されています。これらの高電圧太陽光発電システムは、アンペア数を効果的に低く抑え、機器や配線にかかる費用を大幅に節約します。

    容量 バッテリー電圧
    100% 58.4V
    90% 53.6V
    80% 53.12V
    70% 52.8V
    60% 52.32V
    50% 52.16V
    40% 52V
    30% 51.52V
    20% 51.2V
    10% 48V
    0% 40V
    48V LiFePO4 セル電圧チャート

    LiFePO4バッテリー放電カットオフ電圧: 40V
    LiFePO4 バッテリーフロート充電電圧: 54.4V
    LiFePO4バッテリー公称電圧: 51.2V

    充電状態 (SOC) と SOC の電圧の関係は何ですか?

    LiFePO4 バッテリーの充電状態 (SoC) と電圧の関係は次のとおりです。

    SoC (充電状​​態) は、バッテリーの容量に対する充電レベルを表します。SoC は通常、パーセンテージで表され、0% は空または放電、100% は満充電を表します。関連する別の測定値は放電深度 (DoD) で、100 - SoC (100% は満充電、0% は空) として計算されます。SoC は、使用中のバッテリーの現在の状態について議論するときによく使用され、DoD は、繰り返しサイクル後のバッテリーの寿命について議論するときによく使用されます。

    SoC と電圧の関係は非線形であるため、バッテリーの SoC が低い (0% に近い) 状態になると、バッテリー管理システム (BMS) が介入して過放電を防止します。同様に、バッテリーの SoC が高い (100% に近い) 状態になると、バッテリーを保護するために充電プロセスが遅くなります。

    以下の表は、LiFePO4 セルの電圧範囲を示しています。

    SOC (充電状​​態) 電圧 (V)
    100% 3.60~3.65V
    90% 3.50~3.55V
    80% 3.45~3.50V
    70% 3.40~3.45V
    60% 3.35~3.40V
    50% 3.30~3.35V
    40% 3.25~3.30V
    30% 3.20~3.25V
    20% 3.10~3.20V
    10% 2.90~3.00V
    0% 2.00~2.50V

    充電状態曲線

    電圧:バッテリーの公称電圧が高いほど、バッテリーはより完全に充電されています。たとえば、公称電圧 3.2V の Lifepo4 バッテリーは 3.65V の電圧に達し、バッテリーが大幅に最大化されたことを示します。

    クーロンメーター:アンペア秒 (As) を使用してバッテリーに流入および流出する電流を測定し、充電および放電速度を決定します。

    比重:充電状態 (SoC) を測定するには比重計が必要です。これは、浮力に基づいて液体の密度を監視することによって機能します。

    充電状態曲線

    リン酸鉄リチウム電池の充電パラメータ

    ここでは、充電電圧、フロート電圧、最大電圧/最小電圧、公称電圧などのさまざまな電圧タイプを含む、LiFePO4 バッテリーの充電パラメータを示します。下の表は、3.2V、12V、24V、36V、48V の電圧の LiFePO4 バッテリーの充電パラメータを示しています。

    充電パラメータ 3.2V 12V 24V 36V 48V
    充電電圧 3.5〜3.65V 14.2〜14.6V 28.4〜29.2V 42.6〜43.8V 56.8〜58.4V
    フロート電圧 3.2V 13.6V 27.2V 43.8V 54.4V
    最大電圧 3.65V 14.6V 29.2V 43.8V 58.4V
    最小電圧 2.5V 10V 20V 30V 40V
    公称電圧 3.2V 12V/12.8V 24V/25.6V 363V/38.4V 48V/ 51.2V

    LiFePO4バッテリーの放電曲線

    放電とは、バッテリーから電気エネルギーを抽出して電子機器に電力を供給するプロセスを指します。バッテリーの放電曲線は通常、電圧と放電時間の関係を表します。下のグラフは、さまざまな放電率での 12V LiFePO4 バッテリーの放電曲線を示しています。

    LiFePO4バッテリーの放電曲線

    バッテリー充電状態 (SoC) に影響を与える要因

    バッテリーの充電状態 (SoC) に影響を与える要因は、温度、材料、用途、メンテナンスに分類できます。

    • バッテリー温度:バッテリーが極端に高い温度または低い温度で動作すると、充電効率が低下し、SoC に影響を与える可能性があります。
    • バッテリー材料:バッテリーの化学組成が異なると使用する材料も異なり、SoC に影響を与える可能性があります。
    • バッテリー アプリケーション:さまざまなアプリケーション シナリオや目的も SoC に影響を与える可能性があります。
    • バッテリーのメンテナンス:バッテリーのメンテナンスが不適切だと、バッテリーの寿命と SoC に悪影響を与える可能性があります。

    リン酸鉄リチウム電池の容量範囲はどのくらいですか?

    LiFePO4 バッテリーの容量範囲は、特定のモデルとメーカーによって異なります。LiFePO4 バッテリーの一般的な容量は、4Ah、10Ah、20Ah、50Ah、100Ah、150Ah などです。並列接続された LiFePO4 バッテリーの数を増やすと、全体の容量が高くなります。また、直列接続された LiFePO4 バッテリーの数を増やすと、バッテリー パックの全体の電圧が高くなります。

    LiFePO4 とリチウムイオン (Li-ion) 電池のパラメータの比較

    パラメータ NMC(ニッケルマンガンコバルト) LFP(リン酸鉄リチウム)
    公称電圧 3.6V 3.2V
    充電電圧 4.2V 3.5〜3.65V
    最小電圧 2.5V 2.5V
    最大電圧 4.2V 3.65V
    バッテリー容量 (mAh/g) 〜195 〜145
    エネルギー密度(Wh/kg) 約240 約170
    サイクル寿命 3000 8000
    熱安定性と安全性 150~200℃ 300℃
    パラメータ LiFePO4(リン酸鉄リチウム) リチウムイオン(リチウムイオン)
    公称電圧 通常セルあたり3.2V 通常、セルあたり3.6V~3.7V
    エネルギー密度 リチウムイオン電池に比べて低い LiFePO4バッテリーと比較して高い
    サイクル寿命 サイクル寿命が長く、通常8000サイクルを超える サイクル寿命は比較的短く、通常は500~1000サイクル程度です。
    安全性 より安全で安定していると考えられる 追加の安全対策が必要
    温度性能 極端な温度でも優れたパフォーマンス 高温に敏感
    料金 一般的にコストが高い 比較的低コスト
    アプリケーション 電気自動車、再生可能エネルギー貯蔵、医療機器 携帯電子機器、電動工具、家電製品

    LiFePO4バッテリーの視覚的なエネルギー構造と動作原理

    構造

    右側では、LiFePO4 がバッテリーの正極として機能し、アルミホイルを介してバッテリーの正極端子に接続されています。中央では、ポリマーセパレーターが正極と負極を分離し、リチウムイオン (Li+) は通過できますが、電子 (e-) は通過できません。左側では、バッテリーの負極は炭素 (グラファイト) で構成されており、銅を介してバッテリーの負極端子に接続されています。

    LiFePO4の構造

    動作原理

    充電中:

    1. LiFePO4 は酸化反応を起こし、リチウムイオン (Li+) と電子 (e-) を放出します。
    2. リチウムイオン(Li+)は電解質とセパレーターを通過して負極に到達します。
    3. 負極では、リチウムイオン(Li+)が炭素(グラファイト)構造に蓄えられます。

    放電中:

    1. 負極に蓄えられたリチウムイオン(Li+)は、電解質とセパレーターを通過して正極に向かって戻ります。
    2. 正極では、リチウムイオン(Li+)がLiFePO4と反応して還元反応を起こし、電子(e-)を放出します。
    3. 放出された電子(e-)は外部回路を流れ、デバイスに電力を供給する電気エネルギーを生成します。
    4. バッテリーの充電と放電に伴い、リチウムイオン (Li+) と電子 (e-) は前後に循環し続けます。

    LiFePO4 バッテリーの容量を測定する方法

    完全に充電されていることを確認してください: バッテリーと互換性のある充電器を使用して、フル容量まで充電してください。

    専用機器の使用: 正確な測定とバッテリーの実際の容量の判定には、専用のバッテリー テスター (マルチメーター) を使用します。

    放電テストを実行します。バッテリーを、バッテリーの安全な動作範囲内の一定の負荷に接続します。放電時間を記録して、バッテリーが所定の時間内に完全に放電する (最小電圧に達する) ことを確認します。

    容量を計算します。次の式を使用してバッテリー容量を計算します: 容量 (Ah) = 放電電流 (A) x 放電時間 (時間)。

    たとえば、バッテリーが 5 アンペアで 1 時間放電する場合、容量は 5 Ah になります。

    LiFePO4 バッテリーのサイクル寿命と影響要因

    充電と放電

    バッテリーは過充電または過放電しないでください。充電器の接続と切断は速やかに行う必要があります。過充電と過放電はバッテリーのサイクル寿命に影響を及ぼす可能性があります。

    LiFePO4 バッテリーの充電と放電

    排出深度

    放電が深くなるほど、バッテリーの寿命への影響が大きくなります。したがって、深放電を避け、科学的にLiFePO4バッテリーの寿命を延ばすことをお勧めします。

    職場環境

    内部バッテリーの動作に影響を与えないように、LiFePO4 バッテリーを高温または低温の環境で使用しないでください。低温でバッテリーを使用する場合は、加熱式 LiFePO4 バッテリーが最適です。

    LiFePO4 バッテリーの寿命を延ばす方法は?

    LiFePO4 バッテリーの寿命を延ばすには、次のヒントを考慮してください。

    1. 最適温度: LiFePO4 バッテリーは、適度な温度範囲内で最もよく機能します。バッテリーの性能に悪影響を与え、寿命を縮める可能性があるため、高温や低温などの極端な温度にさらさないでください。バッテリーは温度管理された環境で保管および使用してください。
    2. 適切な充電: LiFePO4 化学用に特別に設計された充電器を使用して、LiFePO4 バッテリーを充電します。充電電圧と電流制限については、製造元の推奨事項に従ってください。バッテリーを急速充電したり、高電流で充電したりしないでください。過度の熱が発生し、バッテリーが損傷する可能性があります。
    3. 過放電を避ける: LiFePO4 バッテリーは、定期的に完全に放電したり、深く放電したりしないでください。過放電は、回復不可能な損傷を引き起こし、バッテリーの寿命を大幅に短縮する可能性があります。可能な限り、放電深度 (DoD) を 80% 未満に保ってください。
    4. 定期的なメンテナンス: LiFePO4 バッテリーの定期的なメンテナンス ルーチンを実施します。これには、バッテリーの電圧を定期的にチェックし、適切な接続を確認し、必要に応じて端子をクリーニングすることが含まれます。適切なメンテナンスを行うことで、問題を早期に特定し、最適なパフォーマンスを確保できます。
    5. バランス充電: マルチセル構成で LiFePO4 バッテリーを使用する場合は、バランス充電システムを採用してください。これにより、バッテリー パック内の各セルが均等に充電および放電され、容量と寿命の低下につながるセルの不均衡が防止されます。
    6. 物理的損傷を避ける: LiFePO4 バッテリーは慎重に取り扱い、物理的損傷を受けないようにしてください。バッテリーを衝撃、振動、過度の機械的ストレスから保護してください。セルやパックが損傷すると、安全性が損なわれ、寿命が短くなる可能性があります。
    電圧 (V) 容量(Ah %) 充電サイクル(毎日これらの各電圧まで充電および放電する場合)

    寿命(元の容量の80%以上)

    (1日1回課金)

    14.4V 100% 3200サイクル 9年
    13.6V 100% 3200サイクル 9年
    13.4V 99% 3200サイクル 9年
    13.3V 90% 4500サイクル 12.5年
    13.2V 70% 8000サイクル 20年
    13.1V 40% 8000サイクル 20年
    13.0V 30% 8000サイクル 20年
    12.9V 20% 8000サイクル 20年
    12.8V 17% 6000サイクル 16.5年
    12.5V 14% 4500サイクル 12.5年
    12.0V 9% 4500サイクル 12.5年
    10.0V 0% 3200サイクル 9年

    リチウム電池の容量が 50% であることを示す電圧は何ですか?

    リチウム電池電圧表
    容量 (%) 鉛バッテリー リチウム電池 リチウムAVバッテリー
    100% 12.70V 13.60V 12.60V
    90% 12.50V 13.32V 12.10V
    80% 12.42V 13.28V 11.60V
    70% 12.32V 13.20V 11.35V
    60% 12.20V 13.16V 11.10V
    50% 12.06V 13.13V 10.80V
    40% 11.90V 13.10V 10.70V
    30% 11.75V 13.00V 10.60V
    20% 11.58V 12.90V 10.45V
    10% 11.31V 12.00V 10.25V
    0% 10.50V 10.00V 9.00V

    リチウムイオン電池の標準的な電圧はどれくらいですか?

    リチウムイオン電池の公称セル電圧は約 3.60V です。セルあたり 3.70V という高電圧のものもありますが、強化された内部コンポーネントを使用することで、特殊なタイプでは最大 3.85V を実現しています。

    公称セル電圧 典型的な退院終了 最大充電電圧 注記
    3.6V 2.8~3.0V 4.2V コバルトベースのリチウムイオン電池の標準的な公称電圧。
    3.7V 2.8~3.0V 4.2V マーケティング上の優位性。内部抵抗が低いことで実現。
    3.8V 2.8~3.0V 4.35V 表面コーティングと電解質添加剤。充電器は、追加容量のために正しいフル充電電圧を備えている必要があります。
    3.85V 2.8~3.0V 4.4V 表面コーティングと電解質添加剤。充電器は、追加容量のために正しいフル充電電圧を備えている必要があります。

    結論

    LiFePO4 電圧チャートは、LiFePO4 バッテリーの電圧特性とそれに対応する容量、充電サイクル、および予想寿命を理解するための包括的なガイドを提供します。このチャートは、ユーザーが LiFePO4 バッテリーのパフォーマンスと寿命を最適化するための貴重な参考資料として役立ちます。

    これらの包括的な電圧チャートを参照することで、ユーザーは電圧レベル、充電サイクル、予想寿命について十分な情報に基づいた決定を下すことができ、LiFePO4 バッテリーを効果的に利用および維持して、最適なパフォーマンスと寿命の延長を実現できます。

    続きを読む:

    1. LiFePO4とリチウムイオンの徹底比較

    2. Lifepo4バッテリーを理解するためのチャート

    3. LiFePO4 は価値があるか?

    4. 直列および並列接続の LiFePO4 リチウム電池: 包括的な概要

    5. LiFePO4 は AGM より優れているか? 現代のアプリケーションに適したバッテリー オプションの検討

    6. LiFePO4バッテリーの充電:専用充電器の使用が不可欠な理由

    7. LiFePO4 と鉛蓄電池: どちらがあなたにとって良いのでしょうか?

    8件のコメント

    These are new batteries? With free shipping to US? Are there any places in or near Connecticut for local pickup?

    Gref | 6月 18, 2024

    Man sollte nochmal Korrekturlesen. Es sind Fehler drin. Hier stimmt im oberen Teil die Zuordnung nicht zu LIFePo4
    “Welche Beziehung besteht zwischen dem Ladezustand (SOC) und der Spannung des SOC?”

    engelbert montagne@web.de | 5月 18, 2024

    Just found this site. I ordered batteries on 5/14/24 they will be here the 5/18/24. I am an old customer Iooking forward to the new batteries. Thank you.

    Dennis | 5月 18, 2024

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