Tesla kompaniyasining 2021 yil 3-chorak hisobotida avtomobillarida yangi standart sifatida LiFePO4 batareyalariga o‘tish e’lon qilindi.Ammo LiFePO4 batareyalari nima?
Nyu-York, Nyu-York, AQSh, 2022-yil 26-may /EINPresswire.com/ - Ular Li-Ion batareyalariga yaxshiroq alternativmi?Bu batareyalar boshqa batareyalardan nimasi bilan farq qiladi?
LiFePO4 batareyalari bilan tanishish
Lityum temir fosfat (LFP) batareyasi tezroq zaryadlash va zaryadsizlanish tezligiga ega lityum-ion batareyadir.Bu katod sifatida LiFePO4 va anod sifatida metall tayanchli grafit uglerod elektrodli qayta zaryadlanuvchi batareyadir.
LiFePO4 batareyalari lityum-ion batareyalarga qaraganda kamroq energiya zichligiga va past ish kuchlanishiga ega.Ular tekis egri chiziqlar bilan past tushirish tezligiga ega va Li-ionga qaraganda xavfsizroqdir.Ushbu batareyalar lityum ferrofosfat batareyalar sifatida ham tanilgan.
LiFePO4 batareyalarining ixtirosi
LiFePO4 batareyalariJon B. Gudenof va Arumugam Manthiram tomonidan ixtiro qilingan.Ular litiy-ionli batareyalarda ishlatiladigan materiallarni birinchilardan bo'lib aniqladilar.Anod materiallari erta qisqa tutashuvga moyilligi sababli lityum-ion batareyalar uchun ideal emas.
Olimlar katod materiallari lityum-ion batareyali katodlarga qaraganda yaxshiroq ekanligini aniqladilar.Bu, ayniqsa, LiFePO4 akkumulyatori variantlarida seziladi.Ular barqarorlik va o'tkazuvchanlikni oshiradi va boshqa ko'plab jihatlarni yaxshilaydi.
Bugungi kunda LiFePO4 batareyalari hamma joyda topiladi va turli xil ilovalarga ega, jumladan, qayiqlarda, quyosh tizimlarida va transport vositalarida foydalanish.LiFePO4 batareyalari kobaltsiz va ko'pgina muqobillarga qaraganda arzonroqdir.Bu toksik emas va uzoqroq saqlash muddatiga ega.
LFP batareyasining texnik xususiyatlari
Manba
LFP batareyalarida batareyani boshqarish tizimlarining funktsiyasi
LFP batareyalari shunchaki ulangan hujayralardan iborat;ular batareyaning xavfsiz chegaralar ichida qolishini ta'minlaydigan tizimga ega.Batareyani boshqarish tizimi (BMS) xavfsizlikni ta'minlash va batareyaning ishlash muddatini uzaytirish uchun ish sharoitida batareyani himoya qiladi, nazorat qiladi va nazorat qiladi.
LFP batareyalarida batareyani boshqarish tizimlarining funktsiyasi
Lityum temir fosfat xujayralari ko'proq bardoshli bo'lishiga qaramay, ular zaryadlash vaqtida haddan tashqari kuchlanishga moyil bo'lib, ishlashni pasaytiradi.Katod uchun ishlatiladigan material yomonlashishi va barqarorligini yo'qotishi mumkin.BMS har bir hujayraning chiqishini tartibga soladi va batareyaning maksimal kuchlanishini saqlab turishni ta'minlaydi.
Elektrod materiallari yomonlashgani sababli, past kuchlanish jiddiy tashvishga aylanadi.Agar biron bir hujayraning kuchlanishi ma'lum bir chegaradan pastga tushsa, BMS batareyani kontaktlarning zanglashiga olib kiradi.Bundan tashqari, u haddan tashqari oqim holatida orqa to'xtash joyi bo'lib xizmat qiladi va qisqa tutashuv paytida o'z ishini o'chiradi.
LiFePO4 batareyalari lityum-ion batareyalarga qarshi
LiFePO4 batareyalari soatlar kabi taqiladigan qurilmalar uchun mos emas.Ular boshqa lityum batareyalarga qaraganda kamroq energiya zichligiga ega.Biroq, ular quyosh energiyasi tizimlari, RVs, golf aravalari, bass qayiqlari va elektr mototsikllari uchun eng yaxshisidir.
Ushbu batareyalarning asosiy afzalliklaridan biri ularning aylanish muddatidir.
Ushbu batareyalar boshqalarga qaraganda 4 baravar ko'proq davom etishi mumkin.Ular xavfsizroq va 100% gacha tushirish chuqurligiga erishishi mumkin, ya'ni ular uzoqroq vaqt davomida ishlatilishi mumkin.
Quyida ushbu batareyalar Li-ion batareyalarga yaxshiroq alternativ bo'lishining boshqa sabablari keltirilgan.
Arzon
LFP batareyalari temir va fosfordan ishlab chiqariladi, juda katta miqyosda qazib olinadi va arzon.LFP batareyalarining narxi nikelga boy NMC batareyalariga qaraganda har bir kg uchun 70 foizga pastroq ekanligi taxmin qilinmoqda.Uning kimyoviy tarkibi xarajat ustunligini ta'minlaydi.LFP batareyalarining eng past bahosi 2020 yilda birinchi marta 100 dollar/kVt/soatdan pastga tushdi.
Atrof-muhitga kichik ta'sir
LFP batareyalarida nikel yoki kobalt mavjud emas, ular qimmat va atrof-muhitga katta ta'sir ko'rsatadi.Ushbu batareyalar qayta zaryadlanuvchi bo'lib, bu ularning ekologik tozaligini ko'rsatadi.
Yaxshilangan samaradorlik va ishlash
LFP batareyalari uzoq umr ko'rishlari bilan mashhur bo'lib, ularni vaqt o'tishi bilan ishonchli va barqaror quvvat chiqishini talab qiladigan ilovalar uchun mashhur tanlovga aylantiradi.Ushbu batareyalar boshqa lityum-ion batareyalarga qaraganda sekinroq quvvatni yo'qotadi, bu esa uzoq muddat davomida ularning ishlashini saqlab qolishga yordam beradi.Bundan tashqari, ular pastroq ish kuchlanishiga ega, bu esa kamroq ichki qarshilik va tezroq zaryadlash / tushirish tezligiga olib keladi.
Kengaytirilgan xavfsizlik va barqarorlik
LFP batareyalari termal va kimyoviy jihatdan barqaror, shuning uchun ular portlash yoki olov olish ehtimoli kamroq.LFP nikelga boy NMC issiqlikning oltidan bir qismini ishlab chiqaradi.LFP batareyalarida Co-O aloqasi kuchliroq bo'lganligi sababli, qisqa tutashuv yoki qizib ketganda kislorod atomlari sekinroq chiqariladi.Bundan tashqari, to'liq zaryadlangan hujayralarda lityum qolmaydi, bu ularni boshqa lityum hujayralarida ko'rinadigan ekzotermik reaktsiyalarga nisbatan kislorod yo'qotilishiga juda chidamli qiladi.
Kichik va engil
LFP batareyalari lityum marganets oksidli batareyalarga qaraganda deyarli 50% engilroq.Ular qo'rg'oshinli akkumulyatorlardan 70% gacha engilroq.Avtomobilda LiFePO4 akkumulyatoridan foydalanganda siz kamroq gaz ishlatasiz va ko'proq manevrga ega bo'lasiz.Ular shuningdek, kichik va ixcham bo'lib, skuter, qayiq, RV yoki sanoat ilovasida joyni tejash imkonini beradi.
LiFePO4 batareyalari lityum bo'lmagan batareyalarga nisbatan
Lityum bo'lmagan batareyalar bir qator afzalliklarga ega, ammo yangi LiFePo4 batareyalarining imkoniyatlarini hisobga olgan holda o'rta muddatda almashtirilishi mumkin, chunki eski texnologiya qimmat va unchalik samarali emas.
Qo'rg'oshin kislotali batareyalar
Qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar dastlab tejamkor bo'lib tuyulishi mumkin, ammo uzoq muddatda ular qimmatroq bo'ladi.Buning sababi, ular tez-tez texnik xizmat ko'rsatish va almashtirishni talab qiladi.LiFePO4 batareyasi texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmasdan 2-4 baravar ko'proq ishlaydi.
Jel batareyalar
LiFePO4 batareyalari kabi jel batareyalar tez-tez zaryadlashni talab qilmaydi va saqlash vaqtida zaryadni yo'qotmaydi.Ammo jel batareyalari sekinroq zaryad oladi.Vayronagarchilikka yo'l qo'ymaslik uchun ular to'liq zaryadlangandan so'ng darhol uzilishi kerak.
AGM batareyalari
AGM akkumulyatorlari 50% sig'imdan past darajada zarar ko'rish xavfi yuqori bo'lsa-da, LiFePO4 batareyalari shikastlanish xavfisiz to'liq zaryadsizlanishi mumkin.Bundan tashqari, ularni ushlab turish qiyin.
LiFePO4 batareyalari uchun ilovalar
LiFePO4 batareyalari juda ko'p qimmatli ilovalarga ega, jumladan
Baliqchilik qayiqlari va kayaklar: Siz kamroq zaryadlash va uzoqroq ishlash muddati bilan suvda ko'proq vaqt sarflashingiz mumkin.Kamroq og'irlik baliq ovlash musobaqalarida oson ishlov berish va tezlikni oshirish imkonini beradi.
Mobil skuterlar va mopedlar: sizni sekinlashtiradigan o'lik vazn yo'q.O'z-o'zidan sayohat qilish uchun batareyangizni shikastlamasdan to'liq quvvatdan kamroq quvvatlang.
Quyosh konfiguratsiyasi: Quyosh energiyasidan foydalanish uchun hayot sizni qayerga olib borsa ham (hatto tog‘da yoki tarmoqdan tashqarida) yengil LiFePO4 batareyalarini olib yuring.
Tijorat maqsadlarida foydalanish: Bu eng xavfsiz, eng mustahkam lityum batareyalar bo'lib, ularni pol mashinalari, lift eshiklari va boshqalar kabi sanoat ilovalari uchun ideal qiladi.
Bundan tashqari, lityum temir fosfat batareyalari chiroqlar, elektron sigaretalar, radio jihozlari, favqulodda yoritish va boshqa narsalar kabi ko'plab boshqa qurilmalarni quvvatlantiradi.
Keng miqyosda LFPni amalga oshirish imkoniyatlari
LFP batareyalari muqobillarga qaraganda arzonroq va barqarorroq bo'lsa-da, energiya zichligi keng tarqalish uchun muhim to'siq bo'ldi.LFP batareyalari 15 dan 25% gacha bo'lgan ancha past energiya zichligiga ega.Biroq, bu Shanxayda ishlab chiqarilgan Model 3da ishlatiladigan, energiya zichligi 359 Vt/soat bo'lgan elektrodlar kabi qalinroq elektrodlar yordamida o'zgaradi.
LFP batareyalarining uzoq umr ko'rish davri tufayli ular solishtirma og'irlikdagi Li-ion batareyalariga qaraganda ko'proq quvvatga ega.Bu shuni anglatadiki, bu batareyalarning energiya zichligi vaqt o'tishi bilan o'xshash bo'ladi.
Ommaviy qabul qilishning yana bir to'sig'i shundaki, Xitoy LFP patentlarining ko'pligi tufayli bozorda hukmronlik qildi.Ushbu patentlarning amal qilish muddati tugashi bilan, avtomobil ishlab chiqarish kabi LFP ishlab chiqarish mahalliylashtiriladi degan taxminlar mavjud.
Ford, Volkswagen va Tesla kabi yirik avtomobil ishlab chiqaruvchilari nikel yoki kobalt formulalarini almashtirish orqali texnologiyadan tobora ko'proq foydalanmoqda.Tesla tomonidan har choraklik yangilanishda so'nggi e'lon faqat boshlanishi.Tesla, shuningdek, yuqori energiya zichligi va diapazoniga ega bo'lgan 4680 batareya to'plami haqida qisqacha yangilanishni taqdim etdi.Bundan tashqari, Tesla ko'proq hujayralarni zichlashtirish va energiya zichligini kamaytirish uchun "hujayradan to'plamga" konstruktsiyasidan foydalanishi mumkin.
Yoshiga qaramay, LFP va batareya narxining pasayishi EVni ommaviy qabul qilishni tezlashtirishda hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'lishi mumkin.2023 yilga kelib litiy-ion narxi 100 dollar/kVt/soatga yaqinlashishi kutilmoqda.LFPlar avtomobil ishlab chiqaruvchilarga narx emas, balki qulaylik yoki zaryadlash vaqti kabi omillarni ta'kidlash imkonini berishi mumkin.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 10-avgust