Laporan Q3 2021 Tesla mengumumkan peralihan kepada bateri LiFePO4 sebagai standard baharu dalam kenderaannya.Tetapi apakah sebenarnya bateri LiFePO4?
NEW YORK, NEW YORK, AS, 26 Mei 2022 /EINPresswire.com/ — Adakah ia alternatif yang lebih baik kepada bateri Li-Ion?Bagaimanakah bateri ini berbeza daripada bateri lain?
Pengenalan kepada Bateri LiFePO4
Bateri lithium iron phosphate (LFP) ialah bateri lithium-ion dengan kadar pengecasan dan nyahcas yang lebih pantas.Ia adalah bateri boleh dicas semula dengan LiFePO4 sebagai katod dan elektrod karbon grafit dengan sokongan logam sebagai anod.
Bateri LiFePO4 mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih rendah daripada bateri litium-ion dan voltan operasi yang lebih rendah.Mereka mempunyai kadar nyahcas yang rendah dengan lengkung rata dan lebih selamat daripada Li-ion.Bateri ini juga dikenali sebagai bateri lithium ferrophosphate.
Ciptaan Bateri LiFePO4
Bateri LiFePO4telah dicipta oleh John B. Goodenough dan Arumugam Manthiram.Mereka adalah antara yang pertama mengenal pasti bahan yang digunakan dalam bateri lithium-ion.Bahan anod tidak sesuai untuk bateri litium-ion kerana kecenderungannya untuk litar pintas awal.
Para saintis mendapati bahawa bahan katod lebih baik berbanding katod bateri lithium-ion.Ini amat ketara dalam varian bateri LiFePO4.Mereka meningkatkan kestabilan dan kekonduksian serta menambah baik pelbagai aspek lain.
Kini, bateri LiFePO4 ditemui di mana-mana dan mempunyai pelbagai aplikasi, termasuk penggunaan dalam bot, sistem suria dan kenderaan.Bateri LiFePO4 adalah bebas kobalt dan lebih murah daripada kebanyakan alternatif.Ia tidak toksik dan mempunyai jangka hayat yang lebih lama.
Fungsi Sistem Pengurusan Bateri dalam Bateri LFP
Bateri LFP terdiri daripada lebih daripada sel yang disambungkan;mereka mempunyai sistem yang memastikan bateri kekal dalam had yang selamat.Sistem pengurusan bateri (BMS) melindungi, mengawal dan memantau bateri di bawah keadaan operasi untuk memastikan keselamatan dan memanjangkan hayat bateri.
Fungsi Sistem Pengurusan Bateri dalam Bateri LFP
Walaupun sel fosfat besi litium lebih bertolak ansur, mereka tetap terdedah kepada lebihan voltan semasa pengecasan, yang mengurangkan prestasi.Bahan yang digunakan untuk katod mungkin berkemungkinan merosot dan kehilangan kestabilannya.BMS mengawal keluaran setiap sel dan memastikan voltan maksimum bateri dikekalkan.
Apabila bahan elektrod merosot, Undervoltage menjadi kebimbangan yang teruk.Jika mana-mana voltan sel jatuh di bawah ambang tertentu, BMS memutuskan sambungan bateri daripada litar.Ia juga berfungsi sebagai hentian belakang dalam keadaan lebihan arus dan akan menutup operasinya semasa litar pintas.
Bateri LiFePO4 lwn. Bateri Litium-Ion
Bateri LiFePO4 tidak sesuai untuk peranti boleh pakai seperti jam tangan.Mereka mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih rendah daripada mana-mana bateri litium lain.Walau bagaimanapun, ia adalah yang terbaik untuk sistem tenaga suria, RV, kereta golf, bot bass dan motosikal elektrik.
Salah satu kelebihan utama bateri ini ialah hayat kitarannya.
Bateri ini boleh bertahan lebih 4x lebih lama daripada yang lain.Ia lebih selamat dan boleh mencapai sehingga 100% kedalaman nyahcas, yang bermaksud ia boleh digunakan untuk tempoh yang lebih lama.
Di bawah ialah sebab lain mengapa bateri ini merupakan alternatif yang lebih baik kepada bateri Li-ion.
Kos rendah
Bateri LFP diperbuat daripada besi dan fosforus, dilombong pada skala yang besar, dan tidak mahal.Kos bateri LFP dianggarkan sebanyak 70 peratus lebih rendah setiap kg daripada bateri NMC yang kaya dengan nikel.Komposisi kimianya memberikan kelebihan kos.Harga sel terendah yang dilaporkan untuk bateri LFP turun di bawah $100/kWj buat kali pertama pada tahun 2020.
Kesan Kecil Alam Sekitar
Bateri LFP tidak mengandungi nikel atau kobalt, yang mahal dan mempunyai kesan alam sekitar yang besar.Bateri ini boleh dicas semula yang menunjukkan kemesraan alam sekitar.
Peningkatan Kecekapan dan Prestasi
Bateri LFP terkenal dengan kitaran hayatnya yang panjang, menjadikannya pilihan popular untuk aplikasi yang memerlukan output kuasa yang boleh dipercayai dan konsisten dari semasa ke semasa.Bateri ini mengalami kadar kehilangan kapasiti yang lebih perlahan berbanding bateri litium-ion lain, yang membantu mengekalkan prestasinya dalam jangka panjang.Selain itu, ia mempunyai voltan operasi yang lebih rendah, menghasilkan rintangan dalaman yang kurang dan kelajuan pengecasan/nyahcas yang lebih pantas.
Keselamatan dan Kestabilan yang Dipertingkatkan
Bateri LFP adalah stabil dari segi haba dan kimia, oleh itu ia kurang berkemungkinan meletup atau terbakar.LFP menghasilkan satu perenam haba NMC yang kaya dengan nikel.Oleh kerana ikatan Co-O lebih kuat dalam bateri LFP, atom oksigen dibebaskan dengan lebih perlahan jika litar pintas atau terlalu panas.Tambahan pula, tiada litium kekal dalam sel bercas penuh, menjadikannya sangat tahan terhadap kehilangan oksigen berbanding tindak balas eksotermik yang dilihat dalam sel litium lain.
Kecil dan Ringan
Bateri LFP hampir 50% lebih ringan daripada bateri litium mangan oksida.Ia adalah sehingga 70% lebih ringan daripada bateri asid plumbum.Apabila anda menggunakan bateri LiFePO4 dalam kenderaan, anda menggunakan lebih sedikit gas dan mempunyai lebih banyak kebolehgerakan.Ia juga kecil dan padat, membolehkan anda menjimatkan ruang pada skuter, bot, RV atau aplikasi industri anda.
Bateri LiFePO4 lwn. Bateri Bukan Litium
Bateri bukan litium mempunyai beberapa kelebihan tetapi mungkin akan diganti dalam jangka pertengahan memandangkan potensi bateri LiFePo4 baharu kerana teknologi lama adalah mahal dan kurang cekap.
Bateri Asid Plumbum
Bateri asid plumbum mungkin kelihatan kos efektif pada mulanya, tetapi akhirnya menjadi lebih mahal dalam jangka panjang.Ini disebabkan oleh fakta bahawa mereka memerlukan penyelenggaraan dan penggantian yang lebih kerap.Bateri LiFePO4 akan bertahan 2-4 kali lebih lama tanpa penyelenggaraan diperlukan.
Bateri Gel
Bateri gel, seperti bateri LiFePO4, tidak memerlukan pengecasan semula yang kerap dan tidak kehilangan cas semasa disimpan.Tetapi bateri gel mengecas pada kadar yang lebih perlahan.Mereka perlu diputuskan sambungannya sebaik sahaja dicas sepenuhnya untuk mengelakkan kemusnahan.
Bateri AGM
Walaupun bateri AGM berisiko tinggi untuk rosak di bawah kapasiti 50%, bateri LiFePO4 boleh dinyahcas sepenuhnya tanpa sebarang risiko kerosakan.Juga, sukar untuk mengekalkan mereka.
Aplikasi untuk Bateri LiFePO4
Bateri LiFePO4 mempunyai banyak aplikasi berharga, termasuk
Bot Memancing dan Kayak: Anda boleh menghabiskan lebih banyak masa di atas air dengan masa pengecasan yang lebih sedikit dan masa jalan yang lebih lama.Berat yang lebih rendah menyediakan pengendalian yang lebih mudah dan bonjolan kelajuan semasa pertandingan memancing berkepentingan tinggi.
Skuter dan moped mobiliti: Tiada berat mati untuk memperlahankan anda.Cas bateri anda kepada kurang daripada kapasiti penuh untuk perjalanan spontan tanpa merosakkannya.
Konfigurasi suria: Bawa bateri LiFePO4 yang ringan ke mana sahaja kehidupan membawa anda (walaupun mendaki gunung atau di luar grid) untuk memanfaatkan kuasa matahari.
Penggunaan komersial: Ini adalah bateri litium yang paling selamat dan paling lasak yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi industri seperti mesin lantai, pintu lif dan banyak lagi.
Tambahan pula, bateri litium besi fosfat menguasai banyak peranti lain seperti lampu suluh, rokok elektronik, peralatan radio, lampu kecemasan dan barangan lain.
Kemungkinan untuk Pelaksanaan LFP Skala Lebar
Walaupun bateri LFP lebih murah dan lebih stabil daripada alternatif, ketumpatan tenaga telah menjadi penghalang yang ketara kepada penggunaan yang meluas.Bateri LFP mempunyai ketumpatan tenaga yang jauh lebih rendah, antara 15 dan 25%.Walau bagaimanapun, ini berubah menggunakan elektrod yang lebih tebal seperti yang digunakan dalam Model 3 buatan Shanghai, yang mempunyai ketumpatan tenaga 359Wh/liter.
Disebabkan oleh kitaran hayat bateri LFP yang panjang, ia mempunyai lebih banyak kapasiti daripada bateri Li-ion dengan berat yang setanding.Ini bermakna ketumpatan tenaga bateri ini akan menjadi lebih serupa dari semasa ke semasa.
Satu lagi halangan kepada penerimaan besar-besaran ialah China telah menguasai pasaran kerana kehilangan paten LFP.Apabila paten ini tamat tempoh, terdapat spekulasi bahawa pengeluaran LFP, seperti pembuatan kenderaan, akan disetempatkan.
Pembuat kereta utama seperti Ford, Volkswagen dan Tesla semakin menggunakan teknologi itu dengan menggantikan formulasi nikel atau kobalt.Pengumuman terbaru oleh Tesla dalam kemas kini suku tahunannya hanyalah permulaan.Tesla juga menyediakan kemas kini ringkas pada pek bateri 4680nya, yang akan mempunyai kepadatan dan julat tenaga yang lebih tinggi.Kemungkinan juga Tesla akan menggunakan pembinaan "sel-untuk-pek" untuk memekatkan lebih banyak sel dan menampung ketumpatan tenaga yang lebih rendah.
Walaupun usianya, LFP dan pengurangan kos bateri mungkin penting dalam mempercepatkan penggunaan EV secara besar-besaran.Menjelang 2023, harga litium-ion dijangka hampir $100/kWj.LFP mungkin membolehkan pembuat kereta untuk menekankan faktor seperti kemudahan atau masa cas semula dan bukannya hanya harga.
Masa siaran: 10 Ogos 2022