Tesla se 2021 Q3-verslag het 'n oorgang na LiFePO4-batterye as die nuwe standaard in sy voertuie aangekondig.Maar wat presies is LiFePO4-batterye?
NEW YORK, NEW YORK, VSA, 26 Mei 2022 /EINPresswire.com/ — Is dit 'n beter alternatief vir Li-Ion-batterye?Hoe verskil hierdie batterye van ander batterye?
Inleiding tot LiFePO4-batterye
’n Litium-ysterfosfaat- (LFP)-battery is ’n litium-ioonbattery met vinniger laai- en ontlaaitempo.Dit is 'n herlaaibare battery met LiFePO4 as katode en 'n grafitiese koolstofelektrode met metaalrugsteun as die anode.
LiFePO4-batterye het laer energiedigtheid as litiumioonbatterye en laer bedryfspannings.Hulle het 'n lae ontladingstempo met plat kurwes en is veiliger as Li-ioon.Hierdie batterye staan ook bekend as litiumferrofosfaatbatterye.
Die uitvinding van LiFePO4-batterye
LiFePO4-batteryeis uitgevind deur John B. Goodenough en Arumugam Manthiram.Hulle was van die eerstes om die materiale wat in litium-ioonbatterye gebruik word, te identifiseer.Anode materiaal is nie ideaal vir litium-ioon batterye as gevolg van hul neiging tot vroeë kortsluiting.
Wetenskaplikes het bevind dat katodemateriaal beter is in vergelyking met litium-ioonbattery-katodes.Dit is veral opvallend in die LiFePO4-batteryvariante.Hulle verbeter stabiliteit en geleidingsvermoë en verbeter 'n verskeidenheid ander aspekte.
Deesdae word LiFePO4-batterye oral gevind en het verskeie toepassings, insluitend gebruik in bote, sonkragstelsels en voertuie.LiFePO4-batterye is kobaltvry en goedkoper as die meeste alternatiewe.Dit is nie-giftig en het 'n langer raklewe.
LFP Battery Spesifikasies
Bron
Die funksie van batterybestuurstelsels in LFP-batterye
LFP-batterye bestaan uit meer as net gekoppelde selle;hulle het 'n stelsel wat verseker dat die battery binne veilige perke bly.'n Batterybestuurstelsel (BMS) beskerm, beheer en moniteer die battery onder bedryfstoestande om veiligheid te verseker en batterylewe te verleng.
Die funksie van batterybestuurstelsels in LFP-batterye
Ten spyte van die feit dat litium-ysterfosfaatselle meer verdraagsaam is, is hulle nietemin geneig tot oorspanning tydens laai, wat werkverrigting verminder.Die materiaal wat vir die katode gebruik word, kan moontlik agteruitgaan en sy stabiliteit verloor.Die BMS reguleer elke sel se uitset en verseker dat die battery se maksimum spanning gehandhaaf word.
Soos die elektrodemateriaal afbreek, word onderspanning 'n ernstige bekommernis.As enige sel se spanning onder 'n sekere drempel daal, ontkoppel die BMS die battery van die stroombaan.Dit dien ook as 'n terugstop in 'n oorstroomtoestand en sal sy werking afskakel tydens kortsluiting.
LiFePO4-batterye vs. Litium-ioon-batterye
Die LiFePO4-batterye is nie geskik vir draagbare toestelle soos horlosies nie.Hulle het 'n laer energiedigtheid as enige ander litiumbatterye.Hulle is egter die beste vir sonkragstelsels, RV's, gholfkarretjies, basbote en elektriese motorfietse.
Een van die belangrikste voordele van hierdie batterye is hul sikluslewe.
Hierdie batterye kan meer as 4 keer langer hou as ander.Hulle is veiliger en kan tot 100% diepte van ontlading bereik, wat beteken dat hulle vir 'n langer tydperk gebruik kan word.
Hieronder is ander redes waarom hierdie batterye 'n beter alternatief vir Li-ion batterye is.
Lae koste
LFP-batterye word van yster en fosfor gemaak, op 'n enorme skaal ontgin, en is goedkoop.Die koste van LFP-batterye is na raming soveel as 70 persent laer per kg as nikkelryke NMC-batterye.Die chemiese samestelling daarvan bied 'n kostevoordeel.Die laagste gerapporteerde selpryse vir LFP-batterye het vir die eerste keer in 2020 tot onder $100/kWh gedaal.
Klein omgewingsimpak
LFP-batterye bevat nie nikkel of kobalt nie, wat duur is en 'n groot omgewingsimpak het.Hierdie batterye is herlaaibaar wat hul eko-vriendelikheid toon.
Verbeterde doeltreffendheid en werkverrigting
LFP-batterye is bekend vir hul lang lewensiklus, wat dit 'n gewilde keuse maak vir toepassings wat betroubare en konsekwente kraglewering met verloop van tyd vereis.Hierdie batterye ervaar stadiger kapasiteitsverlieskoerse as ander litium-ioonbatterye, wat help om hul werkverrigting oor die lang termyn te behou.Boonop het hulle 'n laer bedryfspanning, wat lei tot minder interne weerstand en vinniger laai-/ontladingsspoed.
Verbeterde veiligheid en stabiliteit
LFP-batterye is termies en chemies stabiel, dus is dit minder geneig om te ontplof of aan die brand te slaan.LFP produseer een sesde van die hitte van nikkelryke NMC.Omdat die Co-O-binding sterker is in LFP-batterye, word suurstofatome stadiger vrygestel as dit kortsluit of oorverhit word.Verder bly geen litium in ten volle gelaaide selle oor nie, wat hulle hoogs bestand maak teen suurstofverlies in vergelyking met die eksotermiese reaksies wat in ander litiumselle gesien word.
Klein en liggewig
LFP-batterye is byna 50% ligter as litiummangaanoksiedbatterye.Hulle is tot 70% ligter as loodsuurbatterye.Wanneer jy 'n LiFePO4-battery in 'n voertuig gebruik, gebruik jy minder gas en het jy meer manoeuvreerbaarheid.Hulle is ook klein en kompak, sodat jy ruimte op jou bromponie, boot, RV of industriële toepassing kan bespaar.
LiFePO4-batterye teenoor nie-litiumbatterye
Nie-litiumbatterye het 'n aantal voordele, maar sal waarskynlik op die middeltermyn vervang word gegewe die potensiaal van die nuwe LiFePo4-batterye aangesien ouer tegnologie duur en minder doeltreffend is.
Loodsuurbatterye
Loodsuurbatterye lyk dalk aanvanklik kostedoeltreffend, maar hulle is uiteindelik duurder op die lang termyn.Dit is te wyte aan die feit dat hulle meer gereelde onderhoud en vervanging benodig.’n LiFePO4-battery sal 2-4 keer langer hou met geen onderhoud nodig nie.
Gel batterye
Gelbatterye, soos LiFePO4-batterye, hoef nie gereeld te herlaai nie en verloor nie lading terwyl dit gestoor word nie.Maar gelbatterye laai teen 'n stadiger tempo.Hulle moet ontkoppel word sodra hulle ten volle gelaai is om vernietiging te vermy.
AGM Batterye
Terwyl AGM-batterye 'n hoë risiko loop om beskadig te word onder 50% kapasiteit, kan LiFePO4-batterye heeltemal ontlaai word sonder enige risiko van skade.Dit is ook moeilik om hulle by te hou.
Aansoeke vir LiFePO4-batterye
LiFePO4-batterye het baie waardevolle toepassings, insluitend
Vissersbote en kajaks: Jy kan meer tyd op die water deurbring met minder laaityd en langer looptyd.Minder gewig bied makliker hantering en 'n spoedhobbel tydens hoë-insette hengelkompetisies.
Mobiliteitsbromponies en bromfietse: Daar is geen dooie gewig om jou te vertraag nie.Laai jou battery tot minder as volle kapasiteit vir spontane reise sonder om dit te beskadig.
Sonkragkonfigurasies: Dra liggewig LiFePO4-batterye oral waar die lewe jou neem (selfs op 'n berg of van die netwerk af) om die son se krag te benut.
Kommersiële gebruik: Dit is die veiligste, sterkste litiumbatterye wat hulle ideaal maak vir industriële toepassings soos vloermasjiene, hyshekke, en meer.
Verder dryf litium-ysterfosfaatbatterye baie ander toestelle soos flitse, elektroniese sigarette, radiotoerusting, noodbeligting en ander items aan.
Moontlikhede vir grootskaalse LFP-implementering
Terwyl LFP-batterye goedkoper en meer stabiel is as alternatiewe, was energiedigtheid 'n beduidende hindernis vir wydverspreide aanvaarding.LFP-batterye het 'n baie laer energiedigtheid, wat wissel tussen 15 en 25%.Dit verander egter met dikker elektrodes soos dié wat gebruik word in die Sjanghai-vervaardigde Model 3, wat 'n energiedigtheid van 359Wh/liter het.
As gevolg van die lang lewensiklus van LFP-batterye, het hulle meer kapasiteit as Li-ioon-batterye van vergelykbare gewig.Dit beteken dat die energiedigtheid van hierdie batterye mettertyd meer soortgelyk sal word.
Nog 'n hindernis vir massa-aanneming is dat China die mark oorheers het vanweë die menigte LFP-patente.Aangesien hierdie patente verval, is daar spekulasie dat LFP-produksie, soos voertuigvervaardiging, gelokaliseer sal word.
Groot motorvervaardigers soos Ford, Volkswagen en Tesla gebruik die tegnologie toenemend deur nikkel- of kobaltformulerings te vervang.Die onlangse aankondiging deur Tesla in sy kwartaallikse opdatering is net die begin.Tesla het ook 'n kort opdatering van sy 4680-batterypak verskaf, wat hoër energiedigtheid en -reeks sal hê.Dit is ook moontlik dat Tesla "sel-tot-pak" konstruksie sal gebruik om meer selle te kondenseer en laer energiedigtheid te akkommodeer.
Ten spyte van sy ouderdom, kan LFP en die vermindering in batterykoste van kritieke belang wees om massa-EV-aanneming te versnel.Teen 2023 sal litiumioonpryse na verwagting naby $100/kWh wees.LFP's kan motorvervaardigers in staat stel om faktore soos gerief of herlaaityd eerder as net prys te beklemtoon.
Plaas tyd: Aug-10-2022