Bateria LiFePO4

Raportet e tremujorit të tretë të 2021 të Tesla njoftuan një kalim në bateritë LiFePO4 si standardi i ri në automjetet e saj.Por çfarë janë saktësisht bateritë LiFePO4?

NJU JORK, NJU JORK, SHBA, 26 maj 2022 /EINPresswire.com / — A janë ato një alternativë më e mirë për bateritë Li-Ion?Si ndryshojnë këto bateri nga bateritë e tjera?

Hyrje në bateritë LiFePO4

Një bateri litium fosfat hekuri (LFP) është një bateri litium-jon me ritme më të shpejta karikimi dhe shkarkimi.Është një bateri e ringarkueshme me LiFePO4 si katodë dhe një elektrodë grafike karboni me mbështetje metalike si anodë.

Bateritë LiFePO4 kanë një densitet energjie më të ulët se bateritë litium-jon dhe tensione më të ulëta funksionimi.Ata kanë një shkallë të ulët shkarkimi me kthesa horizontale dhe janë më të sigurta se Li-ion.Këto bateri njihen edhe si bateri litium ferrofosfat.

Shpikja e baterive LiFePO4

Bateritë LiFePO4 u shpikën nga John B. Goodenough dhe Arumugam Manthiram.Ata ishin ndër të parët që përcaktuan materialet e përdorura në bateritë litium-jon.Materialet anodë nuk janë ideale për bateritë litium-jon për shkak të tendencës së tyre për qark të shkurtër të menjëhershëm.

Shkencëtarët zbuluan se materialet katodike janë më të mira në krahasim me katodat e baterive litium-jon.Kjo është veçanërisht e dukshme në variantet e baterive LiFePO4.Ato rrisin stabilitetin dhe përçueshmërinë dhe përmirësojnë një sërë aspektesh të tjera.

Këto ditë, bateritë LiFePO4 gjenden kudo dhe kanë aplikime të ndryshme, duke përfshirë përdorimin në anije, sisteme diellore dhe automjete.Bateritë LiFePO4 janë pa kobalt dhe më pak të kushtueshme se shumica e alternativave.Nuk është toksik dhe ka një afat më të gjatë ruajtjeje.

Specifikimet e baterisë LFP -

Funksioni i sistemeve të menaxhimit të baterive në bateritë LFP

Bateritë LFP përbëhen nga më shumë se qeliza të lidhura;ata kanë një sistem që siguron që bateria të qëndrojë brenda kufijve të sigurt.Një sistem i menaxhimit të baterisë (BMS) mbron, kontrollon dhe monitoron baterinë në kushte funksionimi për të garantuar sigurinë dhe zgjatur jetëgjatësinë e baterisë.

Funksioni i sistemeve të menaxhimit të baterive në bateritë LFP -

Përkundër faktit se qelizat e fosfatit të hekurit të litiumit janë më tolerante, ato megjithatë janë të prirura ndaj mbitensionit gjatë karikimit, gjë që zvogëlon performancën.Materiali i përdorur në katodë mund të përkeqësohet dhe të humbasë stabilitetin e tij.BMS rregullon daljen e secilës qelizë dhe siguron që të ruhet tensioni maksimal i baterisë.

Ndërsa materialet e elektrodës degradohen, nëntensioni bëhet një shqetësim serioz.Nëse tensioni i ndonjë qelize bie nën një prag të caktuar, BMS shkëput baterinë nga qarku.Ai shërben gjithashtu si një ndalesë në kushte të mbirrymës dhe do të mbyllë funksionimin e tij gjatë qarkut të shkurtër.

Bateritë LiFePO4 kundrejt baterive litium-jon

Bateritë LiFePO4 nuk janë të përshtatshme për pajisje që vishen si orët.Ato janë nën një densitet energjie më të ulët se çdo bateri tjetër litium.Megjithatë, ato janë gjëja më e mirë për sistemet e energjisë diellore, RV-të, karrocat e golfit, varkat me bas dhe motoçikletat elektrike.

★Një nga avantazhet kryesore të këtyre baterive është jeta e ciklit të tyre.

Këto bateri mund të zgjasin mbi 4 herë më shumë se të tjerat.Ato janë më të sigurta dhe mund të arrijnë deri në 100% thellësi shkarkimi, që do të thotë se mund të përdoren për një periudhë më të gjatë.

Më poshtë janë arsyet shtesë pse këto bateri janë një alternativë më e mirë për bateritë Li-jon.

★Kosto e ulët

Bateritë LFP janë të përbëra nga hekur dhe fosfor, të nxjerra në një shkallë të madhe dhe janë të lira.Kostoja e baterive LFP vlerësohet të jetë deri në 70 përqind më e ulët për kg se bateritë NMC të pasura me nikel.Përbërja e tij kimike ofron një avantazh në kosto.Çmimet më të ulëta të raportuara të qelizave për bateritë LFP ranë nën 100 dollarë/kWh për herë të parë në 2020.

★Ndikim i vogël në mjedis
Bateritë LFP nuk përmbajnë nikel ose kobalt, të cilat janë të shtrenjta dhe kanë një ndikim të madh mjedisor.Këto bateri janë të rikarikueshme, gjë që tregon mirëdashjen e tyre ndaj mjedisit.

★Efiçencë dhe performancë e përmirësuar
Bateritë LFP njihen për ciklin e tyre të gjatë të jetës, duke i bërë ato një zgjedhje popullore për aplikacionet që kërkojnë prodhim të besueshëm dhe të qëndrueshëm të energjisë me kalimin e kohës.Këto bateri përjetojnë ritme më të ngadalta të humbjes së kapacitetit sesa bateritë e tjera litium-jon, gjë që ndihmon në ruajtjen e performancës së tyre për një afat të gjatë.Për më tepër, ato kanë një tension më të ulët operativ, duke rezultuar në më pak rezistencë të brendshme dhe shpejtësi më të shpejtë ngarkimi/shkarkimi.

★Siguria dhe Stabiliteti i Përmirësuar
Bateritë LFP janë termikisht dhe kimikisht të qëndrueshme, prandaj kanë më pak gjasa të shpërthejnë ose të marrin zjarr.LFP prodhon një të gjashtën e nxehtësisë së NMC të pasur me nikel.Për shkak se lidhja Co-O është më e fortë në bateritë LFP, atomet e oksigjenit lëshohen më ngadalë nëse qarkullojnë shkurt ose mbinxehen.Për më tepër, asnjë litium nuk mbetet në qelizat plotësisht të ngarkuara, duke i bërë ato shumë rezistente ndaj humbjes së oksigjenit në krahasim me reaksionet ekzotermike që shihen në qelizat e tjera të litiumit.

★I vogel dhe i lehte
Bateritë LFP janë gati 50% më të lehta se bateritë e oksidit të litium manganit.Ato janë deri në 70% më të lehta se bateritë me acid plumbi.Kur përdorni një bateri LiFePO4 në një automjet, përdorni më pak gaz dhe keni më shumë manovrim.Ato janë gjithashtu të vogla dhe kompakte, duke ju lejuar të kurseni hapësirë ​​në skuterin, varkën, RV-në ose aplikacionin tuaj industrial.

Bateritë LiFePO4 kundrejt baterive jo litium
Bateritë jo litium kanë një sërë avantazhesh, por ka të ngjarë të zëvendësohen në afat të mesëm duke pasur parasysh potencialin e baterive të reja LiFePo4 pasi teknologjia e vjetër është e shtrenjtë dhe më pak efikase.

☆ Bateritë me acid plumbi
Bateritë e acidit të plumbit mund të duken në fillim si kosto-efektive, por ato përfundojnë të jenë më të shtrenjta në planin afatgjatë.Kjo për faktin se ato kërkojnë mirëmbajtje dhe zëvendësim më të shpeshtë.Një bateri LiFePO4 do të zgjasë 2-4 herë më gjatë pa kërkuar mirëmbajtje.

☆ Bateri xhel
Bateritë xhel, si bateritë LiFePO4, nuk kërkojnë rimbushje të shpeshtë dhe nuk e humbasin ngarkesën gjatë ruajtjes.Por bateritë xhel ngarkohen me një ritëm më të ngadaltë.Ato duhet të shkëputen sapo të ngarkohen plotësisht për të shmangur shkatërrimin.

☆ Bateritë AGM
Ndërsa bateritë AGM janë në rrezik të lartë për t'u dëmtuar nën kapacitetin 50%, bateritë LiFePO4 mund të shkarkohen plotësisht pa asnjë rrezik dëmtimi.Gjithashtu, është e vështirë t'i mbash ato.

Aplikime për bateritë LiFePO4
Bateritë LiFePO4 kanë shumë aplikime të vlefshme, duke përfshirë

●Varkat e peshkimit dhe kajakët: Mund të kaloni më shumë kohë në ujë me më pak kohë karikimi dhe kohë më të gjatë funksionimi.Pesha më e vogël siguron manovrim më të lehtë dhe rritje të shpejtësisë gjatë garave të peshkimit me aksione të larta.

●Skuterë dhe motoçikleta lëvizëse: Nuk ka peshë të vdekur për t'ju ngadalësuar.Ngarkoni baterinë tuaj në më pak se kapaciteti i plotë për udhëtime spontane pa e dëmtuar atë.

●Konfigurimet diellore: Mbani bateri të lehta LiFePO4 kudo që ju çon jeta (madje edhe në mal ose jashtë rrjetit) për të shfrytëzuar fuqinë e diellit.

●Përdorimi komercial: Këto janë bateritë më të sigurta, më të forta të litiumit, gjë që i bën ato ideale për aplikime industriale si makinat e dyshemesë, portat e ngritjes dhe më shumë.

Për më tepër, bateritë e fosfatit të hekurit litium fuqizojnë shumë pajisje të tjera si elektrik dore, cigare elektronike, pajisje radio, ndriçim emergjence dhe sende të tjera.

Mundësitë për zbatimin e LFP në shkallë të gjerë
Ndërsa bateritë LFP janë më pak të kushtueshme dhe më të qëndrueshme se alternativat, dendësia e energjisë ka qenë një pengesë e rëndësishme për adoptimin e gjerë.Bateritë LFP kanë një densitet energjie shumë më të ulët, që varion midis 15 dhe 25%.Megjithatë, kjo po ndryshon duke përdorur elektroda më të trasha si ato të përdorura në Modelin 3 të prodhuar në Shangai, i cili ka një densitet energjie prej 359 Wh/litër.

Për shkak të ciklit të gjatë të jetës së baterive LFP, ato kanë më shumë kapacitet se bateritë Li-jon me peshë të krahasueshme.Kjo do të thotë që densiteti i energjisë i këtyre baterive do të bëhet më i ngjashëm me kalimin e kohës.

Një tjetër pengesë për adoptimin masiv është se Kina ka dominuar tregun për shkak të rrëmbimit të patentave LFP.Me skadimin e këtyre patentave, ka spekulime se prodhimi i LFP, si prodhimi i automjeteve, do të lokalizohet.

Prodhuesit e mëdhenj të automjeteve si Ford, Volkswagen dhe Tesla e përdorin gjithnjë e më shumë teknologjinë duke zëvendësuar formulimet e nikelit ose kobaltit.Njoftimi i fundit nga Tesla në përditësimin e saj tremujor është vetëm fillimi.Tesla ofroi gjithashtu një përditësim të shkurtër për paketën e baterisë 4680, e cila do të ketë densitet dhe gamë më të madhe energjie.Është gjithashtu e mundur që Tesla të përdorë konstruksionin “qelizë në paketë” për të kondensuar më shumë qeliza dhe për të akomoduar densitet më të ulët të energjisë.

Pavarësisht moshës së tij,LFPdhe ulja e kostove të baterisë mund të jetë kritike në përshpejtimin e adoptimit masiv të EV.Deri në vitin 2023, çmimet e litium-jonit pritet të jenë afër 100 dollarë/kWh.LFP-të mund t'u mundësojnë prodhuesve të automjeteve të theksojnë faktorë të tillë si komoditeti ose koha e rimbushjes dhe jo vetëm çmimi.