Теслин извештај за 3. квартал 2021. најавио је прелазак на ЛиФеПО4 батерије као нови стандард у својим возилима.Али шта су заправо ЛиФеПО4 батерије?
ЊУЈОРК, ЊУЈОРК, САД, 26. мај 2022. /ЕИНПрессвире.цом/ — Да ли су оне боља алтернатива Ли-Ион батеријама?Како се ове батерије разликују од других батерија?
Увод у ЛиФеПО4 батерије
Батерија литијум гвожђе фосфата (ЛФП) је литијум-јонска батерија са бржим брзинама пуњења и пражњења.То је пуњива батерија са ЛиФеПО4 као катодом и графитном угљеничном електродом са металном подлогом као анодом.
ЛиФеПО4 батерије имају мању густину енергије од литијум-јонских батерија и нижи радни напон.Имају ниску брзину пражњења са равним кривинама и сигурнији су од Ли-јона.Ове батерије су познате и као литијум-ферофосфатне батерије.
Проналазак ЛиФеПО4 батерија
ЛиФеПО4 батеријесу измислили Џон Б. Гуденаф и Арумугам Мантирам.Они су били међу првима који су идентификовали материјале који се користе у литијум-јонским батеријама.Анодни материјали нису идеални за литијум-јонске батерије због њихове склоности ка раном кратком споју.
Научници су открили да су катодни материјали бољи у поређењу са катодама литијум-јонских батерија.Ово је посебно приметно код варијанти ЛиФеПО4 батерија.Они побољшавају стабилност и проводљивост и побољшавају низ других аспеката.
Ових дана, ЛиФеПО4 батерије се налазе свуда и имају различите примене, укључујући употребу у чамцима, соларним системима и возилима.ЛиФеПО4 батерије су без кобалта и јефтиније су од већине алтернатива.Није токсичан и има дужи рок трајања.
Спецификације ЛФП батерије
Извор
Функција система за управљање батеријама у ЛФП батеријама
ЛФП батерије се састоје од више од само повезаних ћелија;имају систем који осигурава да батерија остане у сигурним границама.Систем за управљање батеријом (БМС) штити, контролише и надгледа батерију у условима рада како би осигурао сигурност и продужио век трајања батерије.
Функција система за управљање батеријама у ЛФП батеријама
Упркос чињеници да су ћелије литијум гвожђе фосфата толерантније, оне су ипак склоне пренапону током пуњења, што смањује перформансе.Материјал који се користи за катоду може потенцијално да се поквари и изгуби своју стабилност.БМС регулише излаз сваке ћелије и осигурава да се одржи максимални напон батерије.
Како се материјали електрода деградирају, поднапон постаје озбиљан проблем.Ако напон било које ћелије падне испод одређеног прага, БМС искључује батерију из кола.Такође служи као граничник у прекострујном стању и искључиће свој рад током кратког споја.
ЛиФеПО4 батерије у односу на литијум-јонске батерије
ЛиФеПО4 батерије нису погодне за носиве уређаје као што су сатови.Имају нижу густину енергије од било које друге литијумске батерије.Међутим, они су најбољи за системе соларне енергије, РВ возила, колица за голф, бас чамце и електричне мотоцикле.
Једна од главних предности ових батерија је њихов животни век.
Ове батерије могу да трају преко 4 пута дуже од других.Они су сигурнији и могу достићи до 100% дубине пражњења, што значи да се могу користити дуже време.
Испод су други разлози зашто су ове батерије боља алтернатива Ли-јонским батеријама.
Лов Цост
ЛФП батерије су направљене од гвожђа и фосфора, копају се у огромним размерама и јефтине су.Процењује се да је цена ЛФП батерија чак 70 процената нижа по кг од НМЦ батерија богатих никлом.Његов хемијски састав пружа предност у трошковима.Најниже пријављене цене ћелија за ЛФП батерије пале су испод 100 УСД/кВх по први пут у 2020.
Мали утицај на животну средину
ЛФП батерије не садрже никл или кобалт, који су скупи и имају велики утицај на животну средину.Ове батерије су пуњиве што показује њихову еколошку прихватљивост.
Побољшана ефикасност и перформансе
ЛФП батерије су познате по свом дугом животном циклусу, што их чини популарним избором за апликације које захтевају поуздану и конзистентну излазну снагу током времена.Ове батерије имају спорије стопе губитка капацитета од других литијум-јонских батерија, што помаже да се очувају њихове перформансе на дужи рок.Поред тога, имају нижи радни напон, што резултира мањим унутрашњим отпором и већим брзинама пуњења/пражњења.
Побољшана безбедност и стабилност
ЛФП батерије су термички и хемијски стабилне, па је мања вероватноћа да ће експлодирати или запалити.ЛФП производи једну шестину топлоте НМЦ богатог никлом.Пошто је Цо-О веза јача у ЛФП батеријама, атоми кисеоника се спорије ослобађају ако су кратко спојени или прегрејани.Штавише, литијум не остаје у потпуно напуњеним ћелијама, што их чини веома отпорним на губитак кисеоника у поређењу са егзотермним реакцијама које се виде у другим литијумским ћелијама.
Мала и лагана
ЛФП батерије су скоро 50% лакше од литијум-манган оксидних батерија.Они су до 70% лакши од оловних батерија.Када користите ЛиФеПО4 батерију у возилу, трошите мање гаса и имате више маневарске способности.Такође су мали и компактни, што вам омогућава да уштедите простор на скутеру, чамцу, кампу или индустријској примени.
ЛиФеПО4 батерије у односу на нелитијумске батерије
Нелитијумске батерије имају бројне предности, али ће вероватно бити замењене у средњем року с обзиром на потенцијал нових ЛиФеПо4 батерија јер је старија технологија скупа и мање ефикасна.
Оловне батерије
Оловне батерије се у почетку могу чинити исплативим, али ће на крају бити скупље на дужи рок.То је због чињенице да захтевају чешће одржавање и замену.ЛиФеПО4 батерија ће трајати 2-4 пута дуже без потребе за одржавањем.
Гел батерије
Гел батерије, попут ЛиФеПО4 батерија, не захтевају често пуњење и не губе напуњеност током складиштења.Али гел батерије се пуне спорије.Потребно их је искључити чим се потпуно напуне да би се избегло уништење.
АГМ батерије
Док су АГМ батерије под великим ризиком да се оштете испод 50% капацитета, ЛиФеПО4 батерије се могу потпуно испразнити без икаквог ризика од оштећења.Такође, тешко их је одржати.
Апликације за ЛиФеПО4 батерије
ЛиФеПО4 батерије имају многе вредне примене, укључујући
Рибарски чамци и кајаци: Можете провести више времена на води уз мање времена пуњења и дуже време рада.Мања тежина омогућава лакше руковање и смањење брзине током такмичења у пецању са високим улозима.
Скутери и мопеди за мобилност: Не постоји мртва тежина која би вас успорила.Напуните батерију испод пуног капацитета за спонтана путовања без оштећења.
Соларне конфигурације: Носите лагане ЛиФеПО4 батерије где год вас живот одведе (чак и на планину или ван мреже) да бисте искористили снагу сунца.
Комерцијална употреба: Ово су најсигурније, најтврђе литијумске батерије што их чини идеалним за индустријску примену као што су машине за подове, капије и још много тога.
Штавише, литијум-гвожђе-фосфатне батерије напајају многе друге уређаје као што су батеријске лампе, електронске цигарете, радио опрема, расвета за хитне случајеве и други предмети.
Могућности за имплементацију ЛФП широког опсега
Док су ЛФП батерије јефтиније и стабилније од алтернатива, густина енергије је била значајна препрека широком усвајању.ЛФП батерије имају много нижу густину енергије, која се креће између 15 и 25%.Међутим, ово се мења коришћењем дебљих електрода попут оних које се користе у моделу 3 направљеном у Шангају, који има густину енергије од 359 Вх/литар.
Због дугог животног века ЛФП батерија, оне имају већи капацитет од Ли-јонских батерија сличне тежине.То значи да ће густина енергије ових батерија временом постати сличнија.
Још једна препрека масовном усвајању је та што је Кина доминирала тржиштем због мноштва ЛФП патената.Како ови патенти истичу, спекулише се да ће производња ЛФП-а, попут производње возила, бити локализована.
Велики произвођачи аутомобила попут Форда, Фолксвагена и Тесле све више користе технологију замењујући формулације никла или кобалта.Недавна најава Тесле у свом кварталном ажурирању само је почетак.Тесла је такође обезбедио кратко ажурирање свог 4680 батеријског пакета, који ће имати већу густину енергије и домет.Такође је могуће да ће Тесла користити конструкцију „ћелија до паковања“ да би кондензовао више ћелија и прилагодио нижу густину енергије.
Упркос старости, ЛФП и смањење трошкова батерије могу бити критични за убрзање масовног усвајања ЕВ.Очекује се да ће до 2023. цене литијум-јона бити близу 100 долара/кВх.ЛФП-ови могу омогућити произвођачима аутомобила да нагласе факторе као што су погодност или време пуњења, а не само цена.
Време поста: 10.08.2022