Ang ulat ng 2021 Q3 ng Tesla ay nag-anunsyo ng paglipat sa mga baterya ng LiFePO4 bilang bagong pamantayan sa mga sasakyan nito.Ngunit ano nga ba ang mga baterya ng LiFePO4?
NEW YORK, NEW YORK, USA, Mayo 26, 2022 /EINPresswire.com/ — Mas mahusay ba silang alternatibo sa mga bateryang Li-Ion?Paano naiiba ang mga bateryang ito sa ibang mga baterya?
Panimula sa LiFePO4 Baterya
Ang lithium iron phosphate (LFP) na baterya ay isang lithium-ion na baterya na may mas mabilis na pag-charge at pagdiskarga.Ito ay isang rechargeable na baterya na may LiFePO4 bilang cathode at isang graphitic carbon electrode na may metallic backing bilang anode.
Ang mga baterya ng LiFePO4 ay may mas mababang density ng enerhiya kaysa sa mga baterya ng lithium-ion at mas mababang mga operating voltage.Ang mga ito ay may mababang discharge rate na may mga flat curve at mas ligtas kaysa sa Li-ion.Ang mga bateryang ito ay kilala rin bilang mga baterya ng lithium ferrophosphate.
Ang Pag-imbento ng LiFePO4 Baterya
Mga Baterya ng LiFePO4ay naimbento nina John B. Goodenough at Arumugam Manthiram.Kabilang sila sa mga unang nakilala ang mga materyales na ginagamit sa mga baterya ng lithium-ion.Ang mga anode na materyales ay hindi mainam para sa mga baterya ng lithium-ion dahil sa kanilang pagkahilig sa maagang short-circuiting.
Natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga materyales ng cathode ay mas mahusay kumpara sa mga cathode ng baterya ng lithium-ion.Ito ay partikular na kapansin-pansin sa mga variant ng baterya ng LiFePO4.Pinapahusay nila ang katatagan at kondaktibiti at pinapabuti ang iba't ibang aspeto.
Sa mga araw na ito, ang mga baterya ng LiFePO4 ay matatagpuan sa lahat ng dako at may iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang paggamit sa mga bangka, solar system, at mga sasakyan.Ang mga baterya ng LiFePO4 ay walang kobalt at mas mura kaysa sa karamihan ng mga alternatibo.Ito ay hindi nakakalason at may mas mahabang buhay ng istante.
Mga Detalye ng Baterya ng LFP
Pinagmulan
Ang Function ng Battery Management System sa LFP Baterya
Ang mga baterya ng LFP ay binubuo ng higit pa sa mga nakakonektang cell;mayroon silang isang sistema na nagsisiguro na ang baterya ay nananatili sa loob ng mga ligtas na limitasyon.Pinoprotektahan, kinokontrol, at sinusubaybayan ng isang battery management system (BMS) ang baterya sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapatakbo upang matiyak ang kaligtasan at pahabain ang buhay ng baterya.
Ang function ng Battery Management System sa LFP Baterya
Sa kabila ng katotohanan na ang mga cell ng lithium iron phosphate ay mas mapagparaya, gayunpaman ay madaling kapitan ng overvoltage sa panahon ng pagsingil, na nagpapababa ng pagganap.Ang materyal na ginamit para sa cathode ay maaaring potensyal na lumala at mawala ang katatagan nito.Kinokontrol ng BMS ang output ng bawat cell at tinitiyak na napanatili ang maximum na boltahe ng baterya.
Habang bumababa ang mga materyales ng elektrod, ang Undervoltage ay nagiging isang matinding alalahanin.Kung ang boltahe ng anumang cell ay bumaba sa ilalim ng isang tiyak na threshold, ang BMS ay nagdidiskonekta sa baterya mula sa circuit.Ito rin ay nagsisilbing backstop sa isang overcurrent na kondisyon at magpapasara sa operasyon nito sa panahon ng short-circuiting.
Mga Baterya ng LiFePO4 kumpara sa Mga Baterya ng Lithium-Ion
Ang mga baterya ng LiFePO4 ay hindi angkop para sa mga naisusuot na device gaya ng mga relo.Mayroon silang mas mababang density ng enerhiya kaysa sa anumang iba pang mga baterya ng lithium.Gayunpaman, ang mga ito ang pinakamahusay para sa mga solar energy system, RV, golf cart, bass boat, at electric motorcycle.
Ang isa sa mga pangunahing bentahe ng mga bateryang ito ay ang kanilang cycle life.
Ang mga bateryang ito ay maaaring tumagal nang higit sa 4x na mas mahaba kaysa sa iba.Mas ligtas ang mga ito at maaaring umabot ng hanggang 100% ang lalim ng discharge, na nangangahulugang magagamit ang mga ito para sa mas matagal na panahon.
Nasa ibaba ang iba pang mga dahilan kung bakit ang mga bateryang ito ay isang mas mahusay na alternatibo sa mga Li-ion na baterya.
Mura
Ang mga baterya ng LFP ay gawa sa bakal at phosphorus, na mina sa napakalaking sukat, at mura.Ang halaga ng mga baterya ng LFP ay tinatantiyang hanggang 70 porsiyentong mas mababa bawat kg kaysa sa mga bateryang NMC na mayaman sa nikel.Ang kemikal na komposisyon nito ay nagbibigay ng isang kalamangan sa gastos.Ang pinakamababang naiulat na presyo ng cell para sa mga baterya ng LFP ay bumaba sa ibaba $100/kWh sa unang pagkakataon noong 2020.
Maliit na Epekto sa Kapaligiran
Ang mga baterya ng LFP ay hindi naglalaman ng nickel o cobalt, na mahal at may malaking epekto sa kapaligiran.Ang mga bateryang ito ay rechargeable na nagpapakita ng kanilang eco-friendly.
Pinahusay na Kahusayan at Pagganap
Ang mga baterya ng LFP ay kilala para sa kanilang mahabang lifecycle, na ginagawa itong isang popular na pagpipilian para sa mga application na nangangailangan ng maaasahan at pare-parehong power output sa paglipas ng panahon.Ang mga bateryang ito ay nakakaranas ng mas mabagal na mga rate ng pagkawala ng kapasidad kaysa sa iba pang mga baterya ng lithium-ion, na tumutulong upang mapanatili ang kanilang pagganap sa mahabang panahon.Bukod pa rito, mayroon silang mas mababang operating boltahe, na nagreresulta sa mas kaunting panloob na pagtutol at mas mabilis na bilis ng pag-charge/discharge.
Pinahusay na Kaligtasan at Katatagan
Ang mga baterya ng LFP ay thermally at chemically stable, kaya mas malamang na sumabog o masunog ang mga ito.Ang LFP ay gumagawa ng isang-ikaanim na init ng NMC na mayaman sa nickel.Dahil mas malakas ang Co-O bond sa mga baterya ng LFP, mas mabagal na ilalabas ang mga atomo ng oxygen kung mai-short circuit o nag-overheat.Higit pa rito, walang lithium na nananatili sa mga cell na ganap na naka-charge, na ginagawa itong lubos na lumalaban sa pagkawala ng oxygen kumpara sa mga exothermic na reaksyon na nakikita sa ibang mga cell ng lithium.
Maliit at Magaan
Ang mga LFP Baterya ay halos 50% na mas magaan kaysa sa mga baterya ng lithium manganese oxide.Ang mga ito ay hanggang 70% na mas magaan kaysa sa mga lead-acid na baterya.Kapag gumamit ka ng LiFePO4 na baterya sa isang sasakyan, mas kaunting gas ang ginagamit mo at mas may kakayahang magamit.Maliit at compact din ang mga ito, na nagbibigay-daan sa iyong makatipid ng espasyo sa iyong scooter, bangka, RV, o pang-industriya na aplikasyon.
LiFePO4 Baterya kumpara sa Non-Lithium Baterya
Ang mga non-lithium na baterya ay may ilang mga pakinabang ngunit malamang na mapapalitan sa kalagitnaan ng panahon dahil sa potensyal ng mga bagong LiFePo4 na baterya dahil ang mas lumang teknolohiya ay mahal at hindi gaanong mahusay.
Mga Baterya ng Lead Acid
Ang mga lead-acid na baterya ay maaaring mukhang cost-effective sa una, ngunit sila ay nagiging mas mahal sa mahabang panahon.Ito ay dahil sa ang katunayan na nangangailangan sila ng mas madalas na pagpapanatili at pagpapalit.Ang LiFePO4 na baterya ay tatagal ng 2-4 na beses nang hindi nangangailangan ng pagpapanatili.
Mga Baterya ng Gel
Ang mga gel na baterya, tulad ng mga LiFePO4 na baterya, ay hindi nangangailangan ng madalas na pag-recharge at hindi nawawalan ng singil habang iniimbak.Ngunit ang mga gel na baterya ay nagcha-charge sa mas mabagal na rate.Kailangang idiskonekta ang mga ito sa sandaling ganap na ma-charge upang maiwasan ang pagkasira.
Mga Baterya ng AGM
Habang ang mga baterya ng AGM ay nasa mataas na panganib na masira sa ibaba ng 50% na kapasidad, ang mga baterya ng LiFePO4 ay maaaring ganap na ma-discharge nang walang anumang panganib na masira.Gayundin, mahirap panatilihin ang mga ito.
Mga aplikasyon para sa LiFePO4 Baterya
Ang mga baterya ng LiFePO4 ay may maraming mahahalagang aplikasyon, kabilang ang
Mga Bangka at Kayak sa Pangingisda: Maaari kang gumugol ng mas maraming oras sa tubig nang mas kaunting oras sa pag-charge at mas mahabang runtime.Ang mas kaunting timbang ay nagbibigay ng mas madaling paghawak at isang mabilis na bukol sa panahon ng mga kumpetisyon sa pangingisda na may mataas na stakes.
Mobility scooter at moped: Walang dead weight na magpapabagal sa iyo.I-charge ang iyong baterya sa mas mababa sa buong kapasidad para sa mga kusang biyahe nang hindi ito nasisira.
Mga pagsasaayos ng solar: Magdala ng magaan na LiFePO4 na baterya saan ka man dalhin ng buhay (kahit na sa isang bundok o wala sa grid) upang magamit ang kapangyarihan ng araw.
Komersyal na paggamit: Ito ang pinakaligtas, pinakamatigas na mga baterya ng lithium na ginagawang perpekto para sa mga pang-industriya na aplikasyon gaya ng mga floor machine, liftgate, at higit pa.
Higit pa rito, pinapagana ng mga baterya ng lithium iron phosphate ang maraming iba pang device gaya ng mga flashlight, electronic cigarette, kagamitan sa radyo, emergency lighting, at iba pang mga item.
Mga posibilidad para sa Wid-Scale na Pagpapatupad ng LFP
Habang ang mga baterya ng LFP ay mas mura at mas matatag kaysa sa mga alternatibo, ang density ng enerhiya ay naging isang malaking hadlang sa malawakang paggamit.Ang mga baterya ng LFP ay may mas mababang density ng enerhiya, na nasa pagitan ng 15 at 25%.Gayunpaman, ito ay nagbabago gamit ang mas makapal na mga electrodes tulad ng mga ginamit sa Shanghai-made Model 3, na may density ng enerhiya na 359Wh/litro.
Dahil sa mahabang ikot ng buhay ng mga baterya ng LFP, mayroon silang higit na kapasidad kaysa sa mga bateryang Li-ion na may katulad na timbang.Nangangahulugan ito na ang density ng enerhiya ng mga bateryang ito ay magiging mas katulad sa paglipas ng panahon.
Ang isa pang hadlang sa malawakang pag-aampon ay ang China ay nangibabaw sa merkado dahil sa pagkamatay ng mga patent ng LFP.Habang nag-e-expire ang mga patent na ito, may haka-haka na ang produksyon ng LFP, tulad ng pagmamanupaktura ng sasakyan, ay isa-localize.
Ang mga pangunahing automaker tulad ng Ford, Volkswagen, at Tesla ay lalong gumagamit ng teknolohiya sa pamamagitan ng pagpapalit ng nickel o cobalt formulations.Ang kamakailang anunsyo ni Tesla sa quarterly update nito ay simula pa lamang.Nagbigay din si Tesla ng maikling update sa 4680 battery pack nito, na magkakaroon ng mas mataas na density at range ng enerhiya.Posible rin na ang Tesla ay gagamit ng "cell-to-pack" na konstruksyon upang paikliin ang higit pang mga cell at mapaunlakan ang mas mababang density ng enerhiya.
Sa kabila ng edad nito, ang LFP at ang pagbawas sa mga gastos sa baterya ay maaaring maging kritikal sa pagpapabilis ng mass EV adoption.Sa 2023, ang mga presyo ng lithium-ion ay inaasahang malapit sa $100/kWh.Maaaring paganahin ng mga LFP ang mga automaker na bigyang-diin ang mga salik gaya ng kaginhawahan o oras ng pag-recharge sa halip na presyo lamang.
Oras ng post: Aug-10-2022