LiFePO4 baterija

„Tesla“ 2021 m. trečiojo ketvirčio ataskaitose buvo paskelbtas perėjimas prie LiFePO4 baterijų kaip naujo standarto savo transporto priemonėse.Bet kas tiksliai yra LiFePO4 baterijos?

NIUJORKAS, NIUJORKAS, JAV, 2022 m. gegužės 26 d. /EINPresswire.com / — Ar jie yra geresnė ličio jonų akumuliatorių alternatyva?Kuo šios baterijos skiriasi nuo kitų?

Įvadas į LiFePO4 baterijas

Ličio geležies fosfato (LFP) akumuliatorius yra ličio jonų akumuliatorius, kurio įkrovimas ir iškrovimas yra greitesnis.Tai įkraunama baterija, kurios katodas yra LiFePO4, o anodas yra grafitinis anglies elektrodas su metaliniu pagrindu.

LiFePO4 baterijos turi mažesnį energijos tankį nei ličio jonų baterijos ir mažesnė darbo įtampa.Jie turi mažą iškrovimo greitį su horizontaliomis kreivėmis ir yra saugesni nei ličio jonų.Šios baterijos taip pat žinomos kaip ličio ferofosfato baterijos.

LiFePO4 baterijų išradimas

LiFePO4 baterijas išrado John B. Goodenough ir Arumugam Manthiram.Jie buvo vieni pirmųjų, kurie nustatė ličio jonų akumuliatoriuose naudojamas medžiagas.Anodo medžiagos nėra idealios ličio jonų baterijoms, nes jos linkusios į trumpąjį jungimą.

Mokslininkai nustatė, kad katodinės medžiagos yra geresnės nei ličio jonų baterijų katodai.Tai ypač pastebima LiFePO4 baterijų variantuose.Jie padidina stabilumą ir laidumą bei pagerina įvairius kitus aspektus.

Šiomis dienomis LiFePO4 baterijos randamos visur ir yra įvairios, įskaitant naudojimą valtyse, saulės sistemose ir transporto priemonėse.LiFePO4 baterijos yra be kobalto ir pigesnės nei dauguma alternatyvių.Jis netoksiškas ir ilgesnis galiojimo laikas.

LFP akumuliatoriaus specifikacijos –

Akumuliatoriaus valdymo sistemų funkcija LFP akumuliatoriuose

LFP baterijas sudaro ne tik sujungti elementai;jie turi sistemą, kuri užtikrina, kad akumuliatorius neviršytų saugių ribų.Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) saugo, kontroliuoja ir stebi akumuliatorių veikimo sąlygomis, kad užtikrintų saugumą ir pailgintų akumuliatoriaus veikimo laiką.

Akumuliatoriaus valdymo sistemų funkcija LFP akumuliatoriuose -

Nepaisant to, kad ličio geležies fosfato elementai yra tolerantiškesni, įkrovimo metu jie vis tiek yra linkę į viršįtampią, o tai sumažina našumą.Katodui naudojama medžiaga gali pablogėti ir prarasti savo stabilumą.BMS reguliuoja kiekvieno elemento išėjimą ir užtikrina, kad būtų palaikoma maksimali akumuliatoriaus įtampa.

Kai elektrodų medžiagos blogėja, nepakankama įtampa tampa rimta problema.Jei kurio nors elemento įtampa nukrenta žemiau nurodytos ribos, BMS atjungia akumuliatorių nuo grandinės.Jis taip pat tarnauja kaip atbulinės eigos stabdys esant viršsrovei ir išjungs veikimą trumpojo jungimo metu.

LiFePO4 baterijos ir ličio jonų baterijos

LiFePO4 baterijos netinka nešiojamiems prietaisams, pvz., laikrodžiams.Jų energijos tankis yra mažesnis nei kitų ličio baterijų.Tačiau jie yra geriausi saulės energijos sistemoms, RV, golfo vežimėliams, bosams ir elektriniams motociklams.

★Vienas iš pagrindinių šių baterijų privalumų yra jų ciklo trukmė.

Šios baterijos gali veikti daugiau nei 4 kartus ilgiau nei kitos.Jie yra saugesni ir gali pasiekti iki 100% išleidimo gylį, o tai reiškia, kad juos galima naudoti ilgesnį laiką.

Toliau pateikiamos papildomos priežastys, kodėl šios baterijos yra geresnė alternatyva ličio jonų baterijoms.

★ Maža kaina

LFP baterijos yra sudarytos iš geležies ir fosforo, išgaunamos didžiuliu mastu ir yra nebrangios.Apskaičiuota, kad LFP baterijų kaina yra net 70 procentų mažesnė už kilogramą nei NMC baterijų, kurių sudėtyje yra daug nikelio.Jo cheminė sudėtis suteikia išlaidų pranašumą.Žemiausios praneštos LFP baterijų elementų kainos pirmą kartą nukrito žemiau 100 USD/kWh 2020 m.

★ Mažas poveikis aplinkai
LFP baterijose nėra nikelio ar kobalto, kurie yra brangūs ir daro didelį poveikį aplinkai.Šios baterijos yra įkraunamos, o tai rodo jų ekologiškumą.

★ Padidėjęs efektyvumas ir našumas
LFP baterijos yra žinomos dėl savo ilgo gyvavimo ciklo, todėl jos yra populiarus pasirinkimas programoms, kurioms reikia patikimos ir pastovios galios.Šių baterijų talpa prarandama lėčiau nei kitos ličio jonų baterijos, o tai padeda išlaikyti jų veikimą ilgą laiką.Be to, jie turi mažesnę darbinę įtampą, todėl mažesnė vidinė varža ir greitesnis įkrovimo / iškrovimo greitis.

★ Padidintas saugumas ir stabilumas
LFP baterijos yra termiškai ir chemiškai stabilios, todėl mažesnė tikimybė, kad jos sprogs ar užsidegs.LFP gamina šeštadalį nikelio turinčio NMC šilumos.Kadangi LFP baterijose Co-O ryšys yra stipresnis, trumpojo jungimo arba perkaitimo atveju deguonies atomai išsiskiria lėčiau.Be to, visiškai įkrautose ląstelėse nelieka ličio, todėl jos yra labai atsparios deguonies praradimui, palyginti su egzoterminėmis reakcijomis kitose ličio ląstelėse.

★ Mažas ir lengvas
LFP baterijos yra beveik 50 % lengvesnės nei ličio mangano oksido baterijos.Jie yra iki 70% lengvesni nei švino rūgšties akumuliatoriai.Kai naudojate LiFePO4 akumuliatorių transporto priemonėje, sunaudojate mažiau dujų ir turite daugiau manevringumo.Jie taip pat yra maži ir kompaktiški, todėl galite sutaupyti vietos paspirtuke, valtyje, RV ar pramonėje.

LiFePO4 baterijos ir ne ličio baterijos
Ne ličio baterijos turi daug privalumų, tačiau tikėtina, kad vidutinės trukmės laikotarpiu jos bus pakeistos, atsižvelgiant į naujų LiFePo4 baterijų potencialą, nes senesnė technologija yra brangi ir mažiau efektyvi.

☆ Švino rūgšties baterijos
Iš pradžių gali atrodyti, kad švino rūgšties akumuliatoriai yra ekonomiški, tačiau ilgainiui jie bus brangesni.Taip yra dėl to, kad juos reikia dažniau prižiūrėti ir keisti.LiFePO4 baterija tarnaus 2–4 kartus ilgiau, nereikalaujant jokios priežiūros.

☆ Gelinės baterijos
Gelinės baterijos, kaip ir LiFePO4 baterijos, nereikalauja dažnai įkrauti ir nepraranda įkrovos, kai jos laikomos.Tačiau gelio baterijos įkraunamos lėčiau.Kad nesugadintumėte, juos reikia atjungti, kai tik visiškai įkrauti.

☆ AGM baterijos
Nors AGM akumuliatoriai gali būti sugadinti, jei jų talpa mažesnė nei 50 %, LiFePO4 baterijas galima visiškai iškrauti be jokios žalos.Be to, sunku juos išlaikyti.

LiFePO4 baterijų programos
LiFePO4 baterijos turi daug vertingų pritaikymų, įskaitant

●Žvejybinės valtys ir baidarės: galite praleisti daugiau laiko ant vandens su trumpesniu įkrovimu ir ilgesniu veikimo laiku.Mažesnis svoris užtikrina lengvesnį valdymą ir greitį per didelio įnašo žvejybos varžybas.

●Mobilieji motoroleriai ir mopedai: nėra svorio, kuris sulėtintų.Įkraukite akumuliatorių iki pilnos talpos, kad galėtumėte spontaniškomis kelionėmis jo nepažeisti.

●Saulės energijos konfigūracijos: nešiokitės lengvas LiFePO4 baterijas visur, kur gyvenimas nuves (net į kalną ar nuo tinklo), kad galėtumėte panaudoti saulės energiją.

●Komercinis naudojimas: tai yra saugiausios ir tvirčiausios ličio baterijos, todėl jos puikiai tinka pramoninėms reikmėms, pvz., grindų mašinoms, pakeliamiems durims ir kt.

Be to, ličio geležies fosfato baterijos maitina daugelį kitų prietaisų, tokių kaip žibintuvėliai, elektroninės cigaretės, radijo įranga, avarinis apšvietimas ir kiti daiktai.

Plataus masto LFP diegimo galimybės
Nors LFP baterijos yra pigesnės ir stabilesnės nei alternatyvos, energijos tankis buvo didelė kliūtis plačiai naudoti.LFP baterijos turi daug mažesnį energijos tankį, svyruoja nuo 15 iki 25%.Tačiau tai keičiasi naudojant storesnius elektrodus, tokius kaip Šanchajuje pagamintame modelyje 3, kurio energijos tankis yra 359 Wh/litre.

Dėl ilgo LFP akumuliatorių gyvavimo ciklo jie turi didesnę talpą nei panašaus svorio ličio jonų akumuliatoriai.Tai reiškia, kad laikui bėgant šių baterijų energijos tankis taps panašesnis.

Kita kliūtis masiniam įsisavinimui yra ta, kad Kinija dominuoja rinkoje dėl daugybės LFP patentų.Baigiantis šių patentų galiojimui, spėliojama, kad LFP gamyba, kaip ir transporto priemonių gamyba, bus lokalizuota.

Didieji automobilių gamintojai, tokie kaip „Ford“, „Volkswagen“ ir „Tesla“, vis dažniau naudoja šią technologiją pakeisdami nikelio arba kobalto mišinius.Neseniai paskelbtas Tesla ketvirtinis atnaujinimas yra tik pradžia.„Tesla“ taip pat trumpai atnaujino savo 4680 akumuliatorių, kurio energijos tankis ir diapazonas bus didesnis.Taip pat gali būti, kad „Tesla“ naudos konstrukciją „nuo elementų iki pakuotės“, kad kondensuotų daugiau ląstelių ir atitiktų mažesnį energijos tankį.

Nepaisant savo amžiaus,LFPir baterijų sąnaudų sumažinimas gali būti labai svarbus paspartinant masinį EV pritaikymą.Iki 2023 m. ličio jonų kainos turėtų būti beveik 100 USD už kWh.LFP gali padėti automobilių gamintojams pabrėžti tokius veiksnius kaip patogumas ar įkrovimo laikas, o ne tik kaina.