LiFePO4, een beter alternatief voor NiMH & LiPo?

[HansdeKoning]

Op mijn 3,5 jaar oude Graupner-lader Ultramat16 zit o.a. de laadmogelijkheid voor LiFePO4 & LiMnPO4. Deze types zijn (nog) niet bij mij in gebruik. Omdat mijn Sanyo 2700 zenderpack vreemde kuren vertoond, heb ik geprobeerd uit te zoeken of er alternatieven zijn. Heel in het kort het volgende lijstje voor LiFePO4:

1 3S1P pakketten zijn nominaal 9,9V. Dit komt overeen met de veel gebruikte 8S1P zenderpakketten van NiMH of NiCd (9,6V)
2 LiFePO4 komt beter overeen met 8S1P NiMH en NiCd dan 3S1P LiPo (11,1V)
3 LiFePO4 komt theoretisch overeen met 5S1P pakketten van Pb-accu's (10V)
4 Energiedichtheid LiFePO4 is veel beter dan van Pb, NiMH en Ni Cd
5 Lekstroom nog weer 'minder dan van LiPo. Na vele maanden nog vol'.
6 Geen of veel minder kans op brand bij overladen, zoals bij LiPo.
7 Er zijn al servo's die werken met 2S1P LiFePO4 (6,6V) en LiPo (7,4 V).
Volgens 'HyperIon' zullen dat er meer worden en gaan zij die ook maken.
8 Max. no. oplaadcycles: 4000 volgens fabrikant, 2000 volgens anderen, 3x
tot 13x dat van LiPo (150X). Volgens weer anderen. ---> 'Veul'.
9 Laadtijd/stroom: Hoger dan enig ander type. Wel tot 15 minuten (4C)!
10 Prijs: Iets hoger dan LiPo

Nadelen:
11 Iets zwaarder dan LiPo, lichter dan NiMH.
12 Weinig fabrikanten van dit type. 1 is 'A123 systems' in de UK. Een ander
is Hyperion in HK
13 Weinig beschikbaar nog in geschikte afmetingen.

In mijn Futaba zender FF9 heb ik een accu-ruimte van 112 x 31,5 x 31,5mm.
Na enig zoeken vond ik de 'vierkante' Graupner 3437, LiFePO4 met 95 x 30,5 x 28mm en 2100mAh met een Duitse Graupner-listprice van 42,50.
Deze accu lijkt qua afmetingen en capaciteit verdacht veel op die van HyperIon. Er is ook een platte versie met 2100mAh.
Let wel op: De Hyperion accu's hebben andere stekers dan Graupner!

De Hyperion en Graupner hebben een PCM-chip die de accu's in sommige zenders beschermt tegen overladen. Max. 4,8A

Mijn vraag: Als al deze voordelen kloppen, waarom heeft de LiFePO4 dan niet de leiding genomen?

[Indoorvlieger]

Oorspronkelijk geplaatst door HansdeKoning

Deze accu lijkt qua afmetingen en capaciteit verdacht veel op die van HyperIon.

Grote kans dat die Graupner een rebranded Hyperion is. Grote merken doen dat wel vaker, hun eigen naam erop plakken.

[robert c]

De verkrijgbaarheid in alle soorten en maten denk ik. En het gewicht?
Maar ik gebruik Lipo's en LiFe's allebei zonder problemen, ik vind alleen de gedachte dat ik naar die LiFe-accu's niet hoef om te kijken wel ideaal.

[N.P.S.]

Het vergelijken van het gewicht van Li-Fe accu's t.o.v. Li-Po's met dezelfde capaciteit is eigenlijk niet juist.

Het wordt aanbevolen in Li-Po's altijd 20% restcapaciteit te laten. Li-Fe accu's zijn veel beter bestand tegen diepontlading en het zekerheidshalve 20% restcapaciteit in een Li-Fe accu is niet nodig. Eerlijkheidshalve zou je het gewicht van een Li-Fe accu moeten vergelijken met een iets grotere Li-Po accu.

[Marcelair]

Ik gebruik A123 Systems accu's al een tijdje, ontlaadt ze bijna altijd maximaal. Het zijn dan 4S2P accu's, 13.2 V, 2300 mAh (2.3 A). Een zo'n pakket daar start ik een 30 cc benzinemotor mee, of ik zet ze parallel en gebruik ze als voeding voor m'n lader bij indoorvliegen.
Maximaal 60 Ampere ontladen, laden met 10 Amp, met of zonder balancer stekker, maakt niet uit, ze blijven eenmaal opgeladen ook best lang 'vol.'

Dit soort accu's de A123's of LiFePo4 (Lithium ijzerfosfaat) kunnen bijna eindeloos worden gemarteld, zijn duurzaam, betrouwbaar maar helaas ook zwaarder en schaarser.

Dat ze niet populair zijn in de modelbouw is een raadsel voor me, misschien is het de schaarsheid ? Of dat mensen niet weten dat je ze uit Dewalt doe-het zelf accu's kan halen (uiteraard besteld via een goedkoop kanaal op het Internet).

Soms duiken ze op als een LiPo formaat, maar ik zet daar vraagtekens bij, ik ken geen andere fabrikant dan A123 Systems, ik geloof uit de USA.
Lithium accu's maken schijnt een bijzonder proces te zijn en moet geloof ik luchtdicht gebeuren, komt er zuurstof bij dan ontbrandt het (+fabriek) en is het niet meer te blussen.

[r.marijnissen]

Denk dat ze met name minder populair zijn omdat:


* De beste zijn dus gewoon de koker vorm cellen, De platte lipo look a likes zijn of max laden met 2C of zeer slechte ervaringen. Is niet de zelfde kwaliteit als de koker vorm cellen.
* voor de rest is ook zeer veel op lipo gebaseerd.
Denk aan esc met lipo stand, of motor berekeningen.
* Minder keus: met lipo alle capaciteiten mogelijk, lifepo niet.
* Je ze zelf moet solderen of laten samen stellen+ solderen maar is dan vaak nog best duur.
voorbeeldje:
Wil ik b.v een vervangende lifepo voor mijn 6 cell 5000mAh.
Neem ik dan een lifepo 2300mAh cellen.

Dan heb ik er +- 7 nodig om in serie te zetten en zelfde voltage te behalen en nog eens 7 om parallel te zetten om +- gelijke vliegtijd te behalen.
Dus 14 stuks om 7cell 23.1v te hebben met 4600mAh.

Dan zijn de kosten voor de cellen al 140€.

[xyz]

Een heel groot voordeel van lipo is, kan veel zwaarder belast worden, met veel beter spannings behoudt. of te wel hoger vermogen bij zelde nominale spanning.

Bart

[Indoorvlieger]

Oorspronkelijk geplaatst door HansdeKoning

Mijn vraag: Als al deze voordelen kloppen, waarom heeft de LiFePO4 dan niet de leiding genomen?

Ik denk dat de industrie liever heeft dat je om de 150 cycles (of minder, lipo's overlijden nog wel eens voortijdig) een nieuwe accu koopt, dan een duurzaam exemplaar te kopen, die jaren en jaren mee kan.

[Ernst Grundmann]

Het aantal cycles dat een accu mee gaat is zeer sterk afhankelijk van het gebruik. Hoe sneller een accu wordt geladen des te minder cycles. Hoe sneller een accu wordt ontladen des te minder cycles. Hoe dieper een accu wordt ontladen des te minder cycles.

Lithium ijzer fosfaat (LiFePo4) accu's hebben over het algemeen een iets hogere inwendige weerstand waardoor ze minder geschikt zijn voor hoge stromen. Daarom worden ze daar ook niet zo veel gebruikt. De moderne LiFePo4 accu's hebben een duidelijk lagere inwendige weerstand dan de eerste types van deze accu. Toch is die weerstand gemiddeld nog steeds hoger dan van LiPo accu's.

Zou je de LiFePo4 accu's ook gaan belasten op de manier waarop wij onze LiPo's "mishandelen" dan zouden die ook veel minder cycles meegaan. Omgekeerd geldt ook dat LiPo´s 1000+ cycles mee gaan wanneer ze met lage stromen worden geladen en ontladen en niet helemaal worden ontladen. Er zijn lab proeven gedaan waarbij LiPo's zelfs na 2000 cycles nog meer dan 80% van de oorspronkelijke capaciteit hadden.

Helaas willen wij met 5C laden in plaats van maximaal 1C. Wij willen met 20C, 30C en zelfs 50C ontladen in plaats van maximaal 1C. Dat zijn de belangrijkste oorzaken waardoor "onze" Lipo's "maar" 100 tot 200 cycles meegaan.

Natuurlijk snap ik dat wij de accu's wel zo zwaar moeten belasten om onze modellen te kunnen laten vliegen. Ook voor speedboten kan ik me voorstellen dat het gewicht van de accu een belangrijk punt is. In auto's is de ruimte een belangrijk punt. Al deze zaken samen zorgen ervoor dat wij modelbouwers een zo klein en licht mogelijke accu willen die zo veel mogelijk energie kan leveren en die ook nog eens betaalbaar moet zijn. LiPo's voldoen aan een heel groot deel van die eisen, helaas gaat dat wel ten koste van de levensduur maar daar kiezen we dus voor.

[HansdeKoning]

Nalv de opmerkingen hier, nog even verder gezocht, o.a. bij Wikipedia, A123- Systems, HyperIon, GWL-power.
Ontdekt in 1996, zijn er nu meerdere metalen als kathode geprobeerd, o.a. met Co, Fe, Mn, Zr en de zeldzame aarde Ytrium.

De grootste toepassing van LiFePO4.LiFeMPO4 (M = Metaal) is in de modelbouw en in allerlei voertuigen, zoals elektrische auto's (toekomst) en met name electrische FIETSEN (nu al).

1 Waarom efietsen? Overladen en diepontlading verwoest de accu niet en ze kan geen brand veroorzaken (LiPo-zakje is bij opladen niet meer nodig).

2 Gezien de zeer lange levensduur, kan er met de efiets 120.000 km gereden worden met 1 accupack! De accu gaat dus langer mee, dan de fiets. Levensduur wordt gerapporteerd tussen 1000 en 7000 cycli.

3 Een LiPo of LiIon mag tot max 20% ontladen worden. LiFePO4 tot 0V.

4 De zelfontlading is zeer gering en beter dan LiPo. Dat maakt de kans op een lege (vergeten) accu na de winter ~0.

De energiedichtheid is 14% (volume) minder dan van LiPo.
Een 6S1P LiPo (22,2V) ~7S1P LiFePO4 (22,4 -23,1V).

Hyperion heeft mei 2010 HV-servo's (Hoger Voltage) op de markt gebracht
6,0 - 7,4 volt. Geschikt dus voor 5S1P en 6S1P NiMh, 4S1P alkaline, 2S1P LiFePO4, Lipo en LiIon.
De ontwikkelingen gaan ondertussen gewoon door.

In welke Internetwinkels kan ik Zenderaccu's met 3S1P LiFePO4 (9,6V/(9,9V) kopen? Een kleine selectie:
Graupner (3437)
Quartel (GR3437)
Shamrock (3437
HobbyManiac (HyperIon)

Inmiddels heb ik de GR3437 besteld. Ben natuurlijk benieuwd.

[N.P.S.]

Li-Fe accu's zijn redelijk onverwoestbaar. De oudste cellen heb ik inmiddels 4 seizoenen in gebruik. Belast deze cellen met maximaal 40 á 50 Ampère.

Met de nieuwe cellen heb ik een gesimuleerde vlucht gelogd (tijd en toerental). Vier jaar later heb ik de test herhaald. Noemenswaardig geen verschil.

Warme cellen presteren beter als koude cellen. Dat is goed te zien aan het motortoerental bij de eerste (koude) start. Bij de tweede stijgvlucht is het toerental hoger

De accu's heb ik gekocht bij Homepage

[HansdeKoning]

Oorspronkelijk geplaatst door Ernst Grundmann

Het aantal cycles dat een accu mee gaat is zeer sterk afhankelijk van het gebruik. Hoe sneller een accu wordt geladen des te minder cycles. Hoe sneller een accu wordt ontladen des te minder cycles. Hoe dieper een accu wordt ontladen des te minder cycles.

Zou je de LiFePo4 accu's ook gaan belasten op de manier waarop wij onze LiPo's "mishandelen" dan zouden die ook veel minder cycles meegaan. Omgekeerd geldt ook dat LiPo´s 1000+ cycles mee gaan wanneer ze met lage stromen worden geladen en ontladen en niet helemaal worden ontladen. Er zijn lab proeven gedaan waarbij LiPo's zelfs na 2000 cycles nog meer dan 80% van de oorspronkelijke capaciteit hadden.

Helaas willen wij met 5C laden in plaats van maximaal 1C. Wij willen met 20C, 30C en zelfs 50C ontladen in plaats van maximaal 1C. Dat zijn de belangrijkste oorzaken waardoor "onze" Lipo's "maar" 100 tot 200 cycles meegaan

Toch las ik (HyperIon) dat laden/ontladem met 5C voor Nanotechnologie accu's en LeFePO4 de levensduur nauwelijks verlaagd.
Algemeen wordt de levensduur van LiPO4 consistent (bij hoge en lage stromen) aanzienlijk hoger genoemd dan voor LiPo.

Las uw uitstekende verhalen over LiPo- en Pb-accu's. Heb daarom 3 jaar geleden daarop gereageerd. Ik vroeg me af of U deze reacties ooit gekregen heeft.
MVG,
Hans

[Pinky-II]

Ik zeg maar 1 ding : KillaCycle New Record 7.86 @ 169 MPH Bandimere Speedway NEDRA event - YouTube

A123 rules! Ik heb er zelf lang mee met 1:8 Offroad gereden en de packs zijn wat dat aan gaat absoluut niet te vergelijken met LIPO's. Prestatie & Punch is met de A123 veel beter. Het grootste nadeel van A123 is gewicht vs capaciteit. Ik rij op een 4S 5000Mah lipo +- 17 minuten en op een 6S 2300Mah A123 ongeveer 7 minuten. Gewichts verschil is (logisch) dat de A123 ongeveer 150 gram lichter is. Houdt dus in als ik met redelijk dezelfde capaciteit wil rijden (4600Mah in dat geval) ik 200 gram zwaarder zou zijn. (4S lipo +- 500 gram 6S A123 700 gram) Nu kan ik de A123 natuurlijk minder cellen maken maar denk dat de rijtijd dan teveel negatief beinvloed wordt.

Dus helaas voorlopig nog op Lipo's al gebruik ik mijn A123 packs nog best regelmatig ook al leven ze 7 minuten. Het is gewoonheerlijk hoe je deze cellen mag mishandelen. Hoe heter ze van de wagen komen hoe beter ze laden. Hartje winter geen gedonder met lege accu's waarbij je met lipo rond vrieskou rustig 40% van je capaciteit af mag halen.

[xyz]

> A123 rules!

haha, in die applicatie zijn nu lipo's echt veel beter, en je schrijf het zelf al.

Bart,

[HansdeKoning]

Oorspronkelijk geplaatst door Pinky-II

A123 rules! Ik heb er zelf lang mee met 1:8 Offroad gereden en de packs zijn wat dat aan gaat absoluut niet te vergelijken met LIPO's. Prestatie & Punch is met de A123 veel beter. Het grootste nadeel van A123 is gewicht vs capaciteit. Ik rij op een 4S 5000Mah lipo +- 17 minuten en op een 6S 2300Mah A123 ongeveer 7 minuten. Gewichts verschil is (logisch) dat de A123 ongeveer 150 gram lichter is. Houdt dus in als ik met redelijk dezelfde capaciteit wil rijden (4600Mah in dat geval) ik 200 gram zwaarder zou zijn. (4S lipo +- 500 gram 6S A123 700 gram) Nu kan ik de A123 natuurlijk minder cellen maken maar denk dat de rijtijd dan teveel negatief beinvloed wordt.

Dus helaas voorlopig nog op Lipo's al gebruik ik mijn A123 packs nog best regelmatig ook al leven ze 7 minuten. Het is gewoon heerlijk hoe je deze cellen mag mishandelen. Hoe heter ze van de wagen komen hoe beter ze laden. Hartje winter geen gedonder met lege accu's waarbij je met lipo rond vrieskou rustig 40% van je capaciteit af mag halen.

In mijn draadje heb allereerst gekeken naar de toepassingen van LiFePO4 in zenders en ontvangers.
NALV uw reactie, ben ik nog wat verder gaan puzzelen: van 5000mAh naar 2300mAh is 46%. 46% van 17min = 7,8 min. Klopt dus precies.

Een 4S1P LiPo van 5000mAh weegt inderdaad 500gr (Graupner).
Een 6S2P LiFe van 4000mAh 740 gr.
Een 5S2P LiFe 4000mAh, 35C, 640gr., afm. 134x44x55mm (Graupner)
Dat is slechts 160 gr.meer. Geen eerlijke vergelijking?
Jawel hoor, want bij de LiPo moet bij ontladen minstens 10 tot 20% restcapaciteit echter bijven, anders gaat ze kapot. Bij de LiFe hoeft dat niet.
Daar komt nog bij dat de energie (in watts) 11% hoger is vd 5S1P LiFe, vanwege de 11% hogere nominale spanning (16,5V). Deze oplossing wint het energetisch dus net.
Voor de 160 gr. (30%) meer dan de LiPo, krijgt U wel veel terug. Die voordelen zijn inmiddels al besproken.

MVG,
Hans