Извештајот на Tesla за Q3 за 2021 година објави транзиција кон батериите LiFePO4 како нов стандард во нејзините возила.Но, што всушност се батериите LiFePO4?
ЊУЈОРК, ЊУЈОРК, САД, 26 мај 2022 година /EINPresswire.com/ - Дали тие се подобра алтернатива за Li-Ion батериите?Како овие батерии се разликуваат од другите батерии?
Вовед во батериите LiFePO4
Батеријата на литиум железо фосфат (LFP) е литиум-јонска батерија со побрзи стапки на полнење и празнење.Тоа е батерија на полнење со LiFePO4 како катода и графичка јаглеродна електрода со метална подлога како анода.
Батериите LiFePO4 имаат помала енергетска густина од литиум-јонските батерии и помал работен напон.Тие имаат ниска стапка на празнење со рамни кривини и се побезбедни од Li-ion.Овие батерии се познати и како литиум ферофосфат батерии.
Пронајдокот на батериите LiFePO4
LiFePO4 батериибиле измислени од Џон Б. Гуденаф и Арумугам Мантирам.Тие беа меѓу првите кои ги идентификуваа материјалите што се користат во литиум-јонските батерии.Анодните материјали не се идеални за литиум-јонски батерии поради нивната тенденција за ран краток спој.
Научниците открија дека катодните материјали се подобри во споредба со катодите на литиум-јонските батерии.Ова е особено забележливо во варијантите на батерии LiFePO4.Тие ја подобруваат стабилноста и спроводливоста и подобруваат различни други аспекти.
Овие денови, батериите LiFePO4 се наоѓаат насекаде и имаат различни апликации, вклучително и употреба во чамци, соларни системи и возила.Батериите LiFePO4 се без кобалт и поевтини од повеќето алтернативи.Не е токсичен и има подолг рок на траење.
Спецификации на батеријата LFP
Извор
Функцијата на системите за управување со батерии во LFP батериите
LFP батериите се составени од повеќе од само поврзани ќелии;тие имаат систем кој гарантира дека батеријата останува во безбедни граници.Системот за управување со батерии (BMS) ја штити, контролира и надгледува батеријата во работни услови за да обезбеди безбедност и да го продолжи животниот век на батеријата.
Функцијата на системите за управување со батерии во LFP батериите
И покрај фактот дека ќелиите со литиум железо фосфат се потолерантни, тие сепак се склони кон пренапон за време на полнењето, што ги намалува перформансите.Материјалот што се користи за катодата може потенцијално да се влоши и да ја изгуби својата стабилност.BMS го регулира излезот на секоја ќелија и обезбедува одржување на максималниот напон на батеријата.
Како што материјалите на електродата се деградираат, недоволниот напон станува сериозна загриженост.Ако напонот на која било ќелија падне под одреден праг, BMS ја исклучува батеријата од колото.Исто така, служи како заштитна станица во состојба на прекумерна струја и ќе ја исклучи својата работа за време на краток спој.
LiFePO4 батерии наспроти литиум-јонски батерии
Батериите LiFePO4 не се погодни за уреди што се носат како часовници.Тие имаат помала енергетска густина од сите други литиумски батерии.Сепак, тие се најдобри за системи за соларна енергија, РВ, колички за голф, бас чамци и електрични мотоцикли.
Една од главните предности на овие батерии е нивниот циклус на траење.
Овие батерии можат да траат над 4 пати подолго од другите.Тие се побезбедни и можат да достигнат до 100% длабочина на испуштање, што значи дека можат да се користат подолг период.
Подолу се дадени други причини зошто овие батерии се подобра алтернатива на Li-ion батериите.
Ниска цена
LFP батериите се направени од железо и фосфор, ископани во огромни размери и се евтини.Цената на батериите LFP се проценува дека е дури 70 проценти пониска по килограм од NMC батериите богати со никел.Неговиот хемиски состав обезбедува предност во трошоците.Најниските пријавени цени за ќелии за LFP батерии паднаа под 100 долари/kWh за прв пат во 2020 година.
Мало влијание врз животната средина
LFP батериите не содржат никел или кобалт, кои се скапи и имаат големо влијание врз животната средина.Овие батерии се полнат што ја покажува нивната еко-пријателност.
Подобрена ефикасност и перформанси
LFP батериите се познати по нивниот долг животен циклус, што ги прави популарен избор за апликации кои бараат сигурна и конзистентна излезна енергија со текот на времето.Овие батерии доживуваат побавни стапки на губење на капацитетот од другите литиум-јонски батерии, што помага да се зачуваат нивните перформанси на долг рок.Дополнително, тие имаат помал работен напон, што резултира со помал внатрешен отпор и поголеми брзини на полнење/празнење.
Подобрена безбедност и стабилност
LFP батериите се термички и хемиски стабилни, па оттука е помала веројатноста да експлодираат или да се запалат.LFP произведува една шестина од топлината на NMC богата со никел.Бидејќи врската Co-O е посилна во батериите LFP, атомите на кислород се ослободуваат побавно ако се краток спој или прегрее.Понатаму, не останува литиум во целосно наполнетите ќелии, што ги прави високо отпорни на губење на кислород во споредба со егзотермните реакции забележани во другите литиумски ќелии.
Мал и лесен
LFP батериите се речиси 50% полесни од батериите со литиум манган оксид.Тие се до 70% полесни од оловните батерии.Кога користите LiFePO4 батерија во возило, трошите помалку гас и имате поголема способност за маневрирање.Тие се исто така мали и компактни, што ви овозможуваат да заштедите простор на вашиот скутер, брод, RV или индустриска апликација.
LiFePO4 батерии наспроти не-литиумски батерии
Не-литиумските батерии имаат голем број на предности, но најверојатно ќе бидат заменети на среден рок со оглед на потенцијалот на новите LiFePo4 батерии бидејќи постарата технологија е скапа и помалку ефикасна.
Батерии со оловна киселина
Оловно-киселинските батерии може да изгледаат како исплатливи на почетокот, но на крајот тие се поскапи на долг рок.Ова се должи на фактот дека тие бараат почесто одржување и замена.Батеријата LiFePO4 ќе трае 2-4 пати подолго без да бара одржување.
Гел батерии
Гел батериите, како LiFePO4 батериите, не бараат често полнење и не губат полнење додека се складираат.Но, гел-батериите се полнат со побавно темпо.Тие треба да се исклучат веднаш штом ќе се наполнат целосно за да се избегне уништување.
AGM батерии
Додека батериите AGM се изложени на висок ризик да се оштетат под капацитет од 50%, батериите LiFePO4 може целосно да се испразнат без никаков ризик од оштетување.Исто така, тешко е да се одржуваат.
Апликации за LiFePO4 батерии
LiFePO4 батериите имаат многу вредни апликации, вклучувајќи
Рибарски чамци и кајаци: Можете да поминувате повеќе време на вода со помалку време на полнење и подолго време на траење.Помалата тежина обезбедува полесно ракување и забрзување за време на натпреварите во риболов со високи влогови.
Мобилни скутери и мопеди: Нема мртва тежина за да ве успори.Наполнете ја батеријата со помал капацитет за спонтани патувања без да ја оштетите.
Сончеви конфигурации: Носете лесни LiFePO4 батерии каде и да ве однесе животот (дури и на планина или надвор од мрежата) за да ја искористите моќта на сонцето.
Комерцијална употреба: ова се најбезбедните, најтешките литиумски батерии што ги прави идеални за индустриски апликации како што се подни машини, порти за подигнување и друго.
Понатаму, батериите од литиум железо фосфат напојуваат многу други уреди како што се батериски ламби, електронски цигари, радио опрема, осветлување за итни случаи и други предмети.
Можности за имплементација на LFP во широк размер
Додека LFP батериите се поевтини и постабилни од алтернативите, густината на енергијата е значајна бариера за широко распространето прифаќање.LFP батериите имаат многу помала густина на енергија, која се движи помеѓу 15 и 25%.Сепак, ова се менува со користење на подебели електроди како оние што се користат во моделот 3 произведен во Шангај, кој има густина на енергија од 359 Wh/литар.
Поради долгиот животен циклус на LFP батериите, тие имаат поголем капацитет од Li-ion батериите со споредлива тежина.Ова значи дека енергетската густина на овие батерии со текот на времето ќе стане послична.
Друга бариера за масовно усвојување е тоа што Кина доминираше на пазарот поради бројот на патенти на LFP.Бидејќи овие патенти истекуваат, се шпекулира дека производството на LFP, како и производството на возила, ќе биде локализирано.
Големите производители на автомобили како Форд, Фолксваген и Тесла сè повеќе ја користат технологијата со замена на формулациите на никел или кобалт.Неодамнешното соопштение на Tesla во своето квартално ажурирање е само почеток.Tesla, исто така, обезбеди кратко ажурирање за својот пакет батерии 4680, кој ќе има поголема густина и опсег на енергија.Исто така, можно е Тесла да користи конструкција од „клетка до пакување“ за да кондензира повеќе ќелии и да прими помала густина на енергија.
И покрај неговата старост, LFP и намалувањето на трошоците за батеријата може да бидат критични за забрзување на масовното прифаќање на EV.До 2023 година, цените на литиум-јоните се очекува да бидат блиску до $100/kWh.LFP може да им овозможат на производителите на автомобили да ги нагласат факторите како што се практичноста или времето на полнење наместо само цената.
Време на објавување: 10.08.2022