LiFePO4 чи AGM: порівняння ресурсу, ціни і безпеки

Коротке порівняння

Параметр	LiFePO4	AGM
Допустима глибина розряду	80–90%	50%
Ресурс	3 000–6 000 циклів	300–600 циклів при 50%
Вага 1,2–1,3 кВт·год	11–14 кг	28–32 кг
Корисна енергія 100 А·год 12 В	≈ 1,15 кВт·год	≈ 0,6 кВт·год
Напруга під час розряду	Майже рівна до кінця	Поступово падає
Швидкість заряду	2–4 години	8–12 годин до повного
Робота на морозі	Заряд нижче 0 °C заборонений	Ємність падає на 15–20% при 0 °C
Обслуговування	Не потрібне, є BMS	Не потрібне, але чутливий до недозаряду
Ціна за кВт·год ємності	Вища	Нижча

Корисна ємність: чому AGM «маленький»

На корпусі обох акумуляторів може бути написано «12 В 100 А·год», але енергії вони віддадуть по-різному:

• LiFePO4: 12,8 В × 100 А·год × 0,9 = 1,15 кВт·год
• AGM: 12 В × 100 А·год × 0,5 = 0,6 кВт·год

Тобто для того самого часу роботи AGM потрібно майже вдвічі більше. Розряджати AGM глибше можна, але кожен такий цикл помітно скорочує ресурс.

Вартість кіловат-години за весь термін служби

Головне питання не «скільки коштує акумулятор», а «скільки коштує кожна кіловат-година, яку він віддасть».

Вартість 1 кВт·год = ціна ÷ (ємність × глибина розряду × кількість циклів)

Порівняємо, приймаючи, що LiFePO4 у 2,5 раза дорожчий за кВт·год номінальної ємності:

Параметр	LiFePO4	AGM
Відносна ціна 1 кВт·год ємності	2,5	1
Глибина розряду	0,9	0,5
Циклів	3 000	400
Енергія за весь термін з 1 кВт·год ємності	2 700 кВт·год	200 кВт·год
Відносна вартість 1 кВт·год, яку віддасть АКБ	0,00093	0,005

Кіловат-година з LiFePO4 обходиться приблизно в 5 разів дешевше. Навіть якщо LiFePO4 буде втричі дорожчим, а AGM витримає 600 циклів, перевага LiFePO4 зберігається.

AGM виграє лише тоді, коли акумулятор використовується рідко: кілька разів на рік як аварійний запас. Тоді він швидше постаріє від часу, ніж відпрацює свої цикли, і нижча стартова ціна важить більше.

Безпека

LiFePO4 — найстабільніша з поширених літієвих хімій. На відміну від акумуляторів ноутбуків і самокатів (NMC), її катод при перегріві не виділяє кисню, тому ризик теплового розгону значно нижчий. Обов’язкові умови:

• вбудована BMS (система керування батареєю) з захистом від перезаряду, переразряду, перевантаження й короткого замикання;
• запобіжник або автомат на плюсовому кабелі біля акумулятора;
• кабелі правильного перерізу й надійно затягнуті клеми.

AGM — герметичні свинцеві акумулятори з клапанами. При нормальному заряді газу майже не виділяють, але при перезаряді через клапани виходить водень. Тому їх не ставлять у закриті шафи без вентиляції і поряд з відкритим вогнем чи газовим котлом.

Що обрати

• Щоденні відключення, квартира чи будинок — LiFePO4. Він дешевший за кіловат-годину, легший і заряджається швидше між відключеннями.
• Аварійний запас на кілька разів на рік, мінімальний бюджет — AGM може бути виправданим.
• Сонячна станція з щоденним циклом — лише LiFePO4: AGM за таких навантажень відпрацює ресурс за 1–2 роки.

Ємність під свої прилади для обох типів можна порахувати в калькуляторі.

Як читати паспорт акумулятора

На етикетці й у паспорті шукайте:

• Номінальна напруга і ємність. Для LiFePO4 — 12,8 / 25,6 / 51,2 В, для свинцевих — 12 В. Енергія = напруга × А·год.
• Максимальний тривалий струм розряду. Обмежує потужність інвертора. Акумулятор 12,8 В з BMS на 100 А витримає інвертор приблизно до 1 кВт.
• Ресурс у циклах із умовами. «6 000 циклів» мають сенс лише разом з глибиною розряду (80%? 100%?) і температурою (25 °C). Чесні виробники пишуть умови поруч.
• Температурні діапазони заряду й розряду. Для LiFePO4 заряд зазвичай від 0 °C, розряд від −20 °C.
• Для AGM — ресурс у буферному режимі (design life, наприклад 10 років при 20 °C) і кількість циклів при 50% розряду. Перше стосується акумулятора, який стоїть на підзаряді й майже не працює; друге — щоденних відключень.
• Гарантія — у роках і, часто, у циклах або кВт·год пропущеної енергії.

Як продовжити термін служби

LiFePO4:

• найкраща температура роботи — 15–25 °C;
• для тривалого зберігання (місяць і більше) залиште заряд на 40–60%, а не 100%;
• не заряджайте на морозі без підігріву;
• періодично (раз на 1–2 місяці) повністю заряджайте акумулятор — BMS вирівнює елементи саме в кінці заряду.

AGM:

• тримайте акумулятор повністю зарядженим у перервах між відключеннями — недозаряд призводить до сульфатації;
• після глибокого розряду заряджайте якомога швидше;
• уникайте спеки: кожні +10 °C понад 20–25 °C помітно скорочують термін служби;
• перевірте, що зарядна напруга інвертора відповідає паспорту акумулятора.

Як зрозуміти, що акумулятор зношується

• час роботи від повного заряду помітно скоротився при тому самому навантаженні;
• напруга різко падає на початку навантаження;
• свинцевий акумулятор нагрівається при заряді або здувся корпус — його треба замінити;
• для LiFePO4 застосунок BMS показує розбалансування елементів чи часті спрацювання захисту.

Утилізація

Свинцеві акумулятори приймають пункти прийому вторинної сировини та продавці при купівлі нових — свинець переробляють майже повністю. Літієві акумулятори не можна викидати разом з побутовими відходами: здавайте їх у спеціалізовані пункти приймання батарей або продавцю. Не розбирайте пошкоджені літієві акумулятори самостійно.

А як щодо GEL і літій-іонних (NMC) акумуляторів

GEL (гелеві) — теж свинцево-кислотні, але з електролітом у вигляді гелю. Вони краще переносять глибокий розряд і довше служать у циклічному режимі, ніж AGM, — зазвичай 500–1 000 циклів при розряді до 50–60%. Однак вони дорожчі за AGM, важкі й гірше віддають великі струми. Для резервного живлення з рідкими відключеннями це компроміс між AGM і LiFePO4, але зі зниженням цін на LiFePO4 сенсу в них стає дедалі менше.

NMC (літій-нікель-марганець-кобальт) — хімія акумуляторів ноутбуків, телефонів, електромобілів і частини портативних станцій. Вона має вищу щільність енергії: той самий запас енергії легший і компактніший. Але ресурс зазвичай нижчий — 500–1 500 циклів, а при перегріві чи пошкодженні ризик займання вищий, ніж у LiFePO4. Для стаціонарного резервного живлення вдома LiFePO4 надійніший вибір; NMC виправданий там, де вирішальні вага й розмір.

Тож для дому вибір зазвичай зводиться до двох варіантів: LiFePO4 для регулярних відключень і сонячних станцій, AGM — для рідкісного аварійного запасу з мінімальним бюджетом.

Скільки коштує помилка вибору

Якщо для щоденних відключень узяти AGM, через 1–2 роки акумулятори доведеться міняти: ресурс у 300–600 циклів при щоденному розряді закінчується швидко. За час служби одного LiFePO4 таких замін AGM може бути п’ять і більше — з витратами на купівлю, доставку, утилізацію і часом без резерву.

Зворотна помилка трапляється рідше: LiFePO4 для акумулятора, який майже не використовується. Він прослужить багато років, але різниця в ціні окупиться повільно. Тому вирішальне питання не «яка хімія краща», а «як часто я розряджатиму акумулятор». Щодня чи щотижня — LiFePO4. Кілька разів на рік — AGM цілком підходить.

Типові помилки

1. Порівнювати ціну за штуку, а не за корисну кВт·год. AGM на 100 А·год і LiFePO4 на 100 А·год — це різна кількість енергії.
2. Розряджати AGM до нуля. Кілька глибоких розрядів — і ємність помітно падає.
3. Залишати AGM розрядженим. Свинцеві акумулятори сульфатуються, якщо довго стоять недозарядженими.
4. Заряджати LiFePO4 зарядним пристроєм для свинцевих АКБ. Неправильний профіль заряду — і акумулятор або не заряджається повністю, або спрацьовує захист.
5. Ставити LiFePO4 на неопалюваному балконі чи в гаражі. Заряд на морозі пошкоджує елементи.