Ҳисоботи Q3-и Tesla дар соли 2021 гузаришро ба батареяҳои LiFePO4 ҳамчун стандарти нав дар мошинҳояш эълон кард.Аммо батареяҳои LiFePO4 чӣ гунаанд?
НЬЮ-ЙОРК, НЬЮ-ЙОРК, ИМА, 26 майи соли 2022 /EINPresswire.com/ - Оё онҳо ба батареяҳои Li-Ion алтернативаи беҳтаранд?Ин батареяҳо аз батареяҳои дигар чӣ фарқ доранд?
Муқаддима ба батареяҳои LiFePO4
Батареяи фосфати оҳани литийӣ (LFP) батареяи литий-ионӣ бо суръати тезтар пур кардани барқ ва холӣ мебошад.Ин батареяи барқгиранда бо LiFePO4 ҳамчун катод ва электроди карбонии графикӣ бо пуштибонии металлӣ ҳамчун анод мебошад.
Батареяҳои LiFePO4 нисбат ба батареяҳои литий-ион зичии камтари энергия ва шиддати камтари корӣ доранд.Онҳо сатҳи пасти разряд бо каҷҳои ҳамвор доранд ва нисбат ба Li-ion бехатартаранд.Ин батареяҳо инчунин ҳамчун батареяҳои феррофосфати литий маълуманд.
Ихтирои батареяҳои LiFePO4
Батареяҳои LiFePO4Ҷон Б. Гуденоф ва Арумугам Мантирам ихтироъ кардаанд.Онҳо дар байни аввалинҳо буданд, ки маводи дар батареяҳои литий-ион истифодашавандаро муайян карданд.Маводҳои анодӣ барои батареяҳои литий-ионӣ аз сабаби тамоюли онҳо ба расиши кӯтоҳи барвақт мувофиқ нестанд.
Олимон муайян карданд, ки маводи катодӣ нисбат ба катодҳои батареяи литий-ион беҳтар аст.Ин махсусан дар вариантҳои батареяи LiFePO4 намоён аст.Онҳо устуворӣ ва гузаронандагӣ ва беҳтар намудани як қатор дигар ҷанбаҳои.
Дар ин рӯзҳо, батареяҳои LiFePO4 дар ҳама ҷо пайдо мешаванд ва барномаҳои гуногун доранд, аз ҷумла истифода дар қаиқҳо, системаҳои офтобӣ ва мошинҳо.Батареяҳои LiFePO4 кобальт надоранд ва нисбат ба аксари алтернативаҳо арзонтаранд.Он заҳролуд нест ва мӯҳлати нигоҳдории он дарозтар аст.
Мушаххасоти батареяи LFP
Сарчашма
Функсияи системаҳои идоракунии батарея дар батареяҳои LFP
Батареяҳои LFP на танҳо аз ҳуҷайраҳои пайвастшуда иборатанд;онҳо системае доранд, ки батареяро дар ҳудуди бехатар нигоҳ медорад.Системаи идоракунии батарея (BMS) батареяро дар шароити кор муҳофизат, назорат ва назорат мекунад, то бехатариро таъмин кунад ва мӯҳлати хизмати батареяро дароз кунад.
Функсияи системаҳои идоракунии батарея дар батареяҳои LFP
Сарфи назар аз он, ки ҳуҷайраҳои фосфати оҳании литий бештар таҳаммулпазиранд, онҳо ба ҳар ҳол ҳангоми пуркунии барқ моил мешаванд, ки иҷроишро коҳиш медиҳад.Маводи барои катод истифодашаванда метавонад эҳтимолан бад шавад ва устувории худро гум кунад.BMS баромади ҳар як ҳуҷайраро танзим мекунад ва кафолат медиҳад, ки шиддати максималии батарея нигоҳ дошта мешавад.
Вақте ки маводҳои электрод таназзул мекунанд, паст шудани шиддат боиси нигаронии ҷиддӣ мегардад.Агар шиддати ягон ҳуҷайра аз ҳадди муайян паст шавад, BMS батареяро аз схема ҷудо мекунад.Он инчунин ҳамчун пуштибонӣ дар ҳолати аз ҳад зиёд ҷараён хизмат мекунад ва ҳангоми расиши кӯтоҳ кори худро қатъ мекунад.
Батареяҳои LiFePO4 против Батареяҳои Lithium-Ion
Батареяҳои LiFePO4 барои дастгоҳҳои пӯшида, ба монанди соат мувофиқ нестанд.Онҳо нисбат ба ҳама батареяҳои литий зичии камтари энергия доранд.Аммо, онҳо беҳтарин барои системаҳои энергияи офтобӣ, RVs, аробаҳои голф, қаиқҳои басс ва мотоциклҳои барқӣ мебошанд.
Яке аз бартариҳои асосии ин батареяҳо мӯҳлати давраи онҳо мебошад.
Ин батареяҳо метавонанд нисбат ба дигарон зиёда аз 4 маротиба зиёдтар кор кунанд.Онҳо бехатартаранд ва метавонанд то 100% умқи партовро расонанд, яъне онҳо метавонанд барои муддати тӯлонӣ истифода шаванд.
Дар зер сабабҳои дигаре ҳастанд, ки чаро ин батареяҳо алтернативаи беҳтар ба батареяҳои Li-ion мебошанд.
Камхарҷ
Батареяҳои LFP аз оҳан ва фосфор сохта шудаанд, ки дар миқёси бузург истихроҷ карда мешаванд ва арзон мебошанд.Арзиши батареяҳои LFP нисбат ба батареяҳои аз никел бой NMC то 70 дарсад арзонтар аст.Таркиби химиявии он бартарии хароҷотро таъмин мекунад.Нархи пасттарин гузоришшуда барои батареяҳои LFP бори аввал дар соли 2020 аз 100 доллар/кВт/соат поин рафт.
Таъсири хурд ба муҳити зист
Батареяҳои LFP дорои никел ё кобальт нестанд, ки гарон ҳастанд ва ба муҳити зист таъсири калон мерасонанд.Ин батареяҳо барқгиранда мебошанд, ки аз ҷиҳати экологӣ тоза будани онҳоро нишон медиҳанд.
Самаранокӣ ва самаранокии беҳтаршуда
Батареяҳои LFP бо давраи дарозмуддати худ маълуманд ва онҳоро барои барномаҳое интихоб мекунанд, ки бо мурури замон тавлиди боэътимод ва пайвастаи нерӯи барқро талаб мекунанд.Ин батареяҳо нисбат ба дигар батареяҳои литий-ион суръати талафоти иқтидори сусттарро эҳсос мекунанд, ки барои нигоҳ доштани кори онҳо дар муддати тӯлонӣ кӯмак мекунад.Илова бар ин, онҳо шиддати камтари корӣ доранд, ки дар натиҷа муқовимати дохилӣ камтар ва суръати тезтар барқ / разрядро ба вуҷуд меорад.
Бехатарӣ ва устувории мукаммалшуда
Батареяҳои LFP аз ҷиҳати гармӣ ва кимиёвӣ устуворанд, аз ин рӯ онҳо эҳтимоли таркиш ё оташ гирифтани онҳо камтаранд.LFP аз шаш як ҳиссаи гармии NMC аз никел бой истеҳсол мекунад.Азбаски пайванди Co-O дар батареяҳои LFP қавитар аст, атомҳои оксиген ҳангоми расиши кӯтоҳ ё аз ҳад зиёд гарм шудан оҳистатар хориҷ мешаванд.Ғайр аз он, дар ҳуҷайраҳои пурра заряднок ҳеҷ литий намемонад, ки онҳоро ба талафоти оксиген нисбат ба реаксияҳои экзотермикӣ, ки дар дигар ҳуҷайраҳои литий дида мешаванд, хеле тобовар мегардонад.
Хурд ва сабук
Батареяҳои LFP нисбат ба батареяҳои оксиди мангании литий тақрибан 50% сабуктаранд.Онҳо назар ба батареяҳои сурб-кислота то 70% сабуктаранд.Вақте ки шумо батареяи LiFePO4-ро дар мошин истифода мебаред, шумо камтар газро истифода мебаред ва манёври бештар доред.Онҳо инчунин хурд ва паймонанд, ки ба шумо имкон медиҳанд, ки ҷойро дар скутер, қаиқ, RV ё барномаи саноатӣ сарфа кунед.
Батареяҳои LiFePO4 против Батареяҳои ғайрилитийӣ
Батареяҳои ғайрилитийӣ як қатор бартариҳо доранд, аммо бо назардошти потенсиали батареяҳои нави LiFePo4 эҳтимолан дар миёнамӯҳлат иваз карда мешаванд, зеро технологияи кӯҳна гарон ва камсамар аст.
Батареяҳои кислотаи сурб
Батареяҳои сурб-кислота дар аввал ба назар камхарҷ ба назар мерасанд, аммо онҳо дар дарозмуддат гаронтар мешаванд.Ин аз он сабаб аст, ки онҳо ба нигоҳубин ва иваз кардани онҳо бештар ниёз доранд.Батареяи LiFePO4 бе нигоҳдорӣ 2-4 маротиба зиёдтар кор мекунад.
Батареяҳои гел
Батареяҳои гелӣ, ба монанди батареяҳои LiFePO4, пуркунии зуд-зуд талаб намекунанд ва ҳангоми нигоҳдорӣ барқро гум намекунанд.Аммо батареяҳои гелӣ бо суръати сусттар барқ пур мекунанд.Онҳо бояд ҳарчи зудтар пур карда шаванд, то нобуд нашаванд.
Батареяҳои AGM
Дар ҳоле, ки батареяҳои AGM дар зери хатари баланди осеб дидани иқтидори 50% ҳастанд, батареяҳои LiFePO4 метавонанд бидуни хатари осеб пурра холӣ карда шаванд.Инчунин, нигоҳ доштани онҳо душвор аст.
Барномаҳо барои батареяҳои LiFePO4
Батареяҳои LiFePO4 дорои бисёр барномаҳои арзишманд, аз ҷумла
Киштиҳои моҳидорӣ ва каякҳо: Шумо метавонед вақти бештарро дар об бо вақти камтар пур кардани барқ ва вақти дарозтар сарф кунед.Вазни камтар ҳангоми мусобиқаҳои моҳидории моҳидорӣ осонтар ва суръатро таъмин мекунад.
Скутерҳо ва мопедҳои мобилӣ: Вазни мурдае нест, ки шуморо суст кунад.Батареяи худро барои сафарҳои стихиявӣ бе осеб расонидан аз иқтидори пуррааш камтар пур кунед.
Конфигуратсияҳои офтобӣ: Батареяҳои сабуки LiFePO4-ро ба ҳар ҷое, ки ҳаёт шуморо мебарад (ҳатто ба кӯҳ ё берун аз шабака) барои истифода бурдани нерӯи офтоб бардоред.
Истифодаи тиҷоратӣ: Инҳо бехатартарин ва сахттарин батареяҳои литий мебошанд, ки онҳоро барои барномаҳои саноатӣ, аз қабили мошинҳои фарш, лифтҳо ва ғайра беҳтарин месозад.
Ғайр аз он, батареяҳои фосфати оҳани литийӣ бисёр дастгоҳҳои дигарро, аз қабили чароғакҳо, сигорҳои электронӣ, таҷҳизоти радио, равшании ҳолати фавқулодда ва дигар ашёҳоро пур мекунанд.
Имкониятҳо барои татбиқи LFP дар миқёси васеъ
Гарчанде ки батареяҳои LFP нисбат ба алтернативаҳо арзонтар ва устувортаранд, зичии энергия монеаи ҷиддӣ барои қабули васеъ буд.Батареяҳои LFP зичии камтари энергия доранд, ки аз 15 то 25% фарқ мекунанд.Аммо, ин бо истифода аз электродҳои ғафс ба монанди электродҳои 3-и истеҳсоли Шанхай, ки зичии энергияи 359 Вт/л дорад, тағир меёбад.
Аз сабаби давраи тӯлонии батареяҳои LFP, онҳо нисбат ба батареяҳои Li-ion бо вазни муқоисашаванда иқтидори бештар доранд.Ин маънои онро дорад, ки зичии энергияи ин батареяҳо бо мурури замон ба ҳам монанд мешаванд.
Монеаи дигари қабули омма ин аст, ки Чин аз сабаби шумораи зиёди патентҳои LFP дар бозор бартарӣ дорад.Вақте ки мӯҳлати ин патентҳо ба охир мерасад, тахминҳо вуҷуд доранд, ки истеҳсоли LFP, ба монанди истеҳсоли воситаҳои нақлиёт, маҳаллӣ карда мешавад.
Мошинсозони калон ба монанди Форд, Фольксваген ва Тесла технологияро тавассути иваз кардани формулаҳои никел ё кобальт бештар истифода мебаранд.Эълони ахири Тесла дар навсозии семоҳаи он танҳо ибтидо аст.Tesla инчунин навсозии мухтасари бастаи батареяи 4680-и худро пешниҳод кард, ки зичӣ ва диапазони баландтари энергия хоҳад дошт.Инчунин мумкин аст, ки Tesla сохтмони "ҳуҷайра ба баста" -ро барои конденсатсия кардани ҳуҷайраҳои бештар ва ҷойгир кардани зичии камтари энергия истифода барад.
Сарфи назар аз синну солаш, LFP ва кам кардани хароҷоти батарея метавонад барои суръат бахшидан ба қабули оммавии EV муҳим бошад.Интизор меравад, ки то соли 2023 нархи литий-ион ба 100 доллар/кВт/соат наздик шавад.LFPҳо метавонанд ба мошинсозон имкон диҳанд, ки на танҳо нарх, балки ба омилҳое, ба монанди роҳат ё вақти пуркунии барқро таъкид кунанд.
Вақти интишор: 10 август-2022