LiFePO4-battery

Tesla se 2021 K3-verslae het 'n oorgang na LiFePO4-batterye as die nuwe standaard in hul voertuie aangekondig. Maar wat presies is LiFePO4-batterye?

NEW YORK, NEW YORK, VSA, 26 Mei 2022 /EINPresswire.com / — Is hulle 'n beter alternatief vir Li-ioon-batterye? Hoe verskil hierdie batterye van ander batterye?

Inleiding tot LiFePO4-batterye

'n Litium-ysterfosfaat (LFP) battery is 'n litium-ioon battery met vinniger laai- en ontlaaispoed. Dit is 'n herlaaibare battery met LiFePO4 as katode en 'n grafitiese koolstofelektrode met metaalagtergrond as die anode.

LiFePO4-batterye het 'n laer energiedigtheid as litiumioonbatterye en laer bedryfspannings. Hulle het 'n lae ontladingstempo met horisontale krommes en is veiliger as Li-ioon. Hierdie batterye staan ​​ook bekend as litiumferrofosfaatbatterye.

Die uitvinding van LiFePO4-batterye

LiFePO4-batterye is uitgevind deur John B. Goodenough en Arumugam Manthiram. Hulle was van die eerstes wat die materiale wat in litiumioonbatterye gebruik word, bepaal het. Anodemateriale is nie ideaal vir litiumioonbatterye nie as gevolg van hul neiging tot onmiddellike kortsluiting.

Wetenskaplikes het bevind dat katodemateriale beter is in vergelyking met litiumioonbatterykatodes. Dit is veral opmerklik in die LiFePO4-batteryvariante. Hulle verbeter stabiliteit en geleidingsvermoë en verbeter 'n verskeidenheid ander aspekte.

Deesdae word LiFePO4-batterye oral gevind en het verskeie toepassings, insluitend gebruik in bote, sonkragstelsels en voertuie. LiFePO4-batterye is kobaltvry en goedkoper as die meeste alternatiewe. Dit is nie-giftig en het 'n langer rakleeftyd.

LFP Battery Spesifikasies -

Die funksie van batterybestuurstelsels in LFP-batterye

LFP-batterye bestaan ​​uit meer as net gekoppelde selle; hulle het 'n stelsel wat verseker dat die battery binne veilige perke bly. 'n Batterybestuurstelsel (BMS) beskerm, beheer en monitor die battery onder bedryfstoestande om sekuriteit te verseker en die batterylewe te verleng.

Die funksie van batterybestuurstelsels in LFP-batterye -

Ten spyte van die feit dat litium-ysterfosfaat-selle meer verdraagsaam is, is hulle steeds geneig tot oorspanning tydens laai, wat die werkverrigting verminder. Die materiaal wat vir die katode gebruik word, kan moontlik agteruitgaan en sy stabiliteit verloor. Die BMS reguleer elke sel se uitset en verseker dat die battery se maksimum spanning gehandhaaf word.

Soos die elektrodemateriaal agteruitgaan, word onderspanning 'n ernstige bron van kommer. As enige sel se spanning onder 'n gespesifiseerde drempel daal, ontkoppel die BMS die battery van die stroombaan. Dit dien ook as 'n terugstopper in 'n oorstroomtoestand en sal die werking daarvan tydens kortsluiting afskakel.

LiFePO4-batterye teenoor litium-ioonbatterye

Die LiFePO4-batterye is nie geskik vir draagbare toestelle soos horlosies nie. Hulle het 'n laer energiedigtheid as enige ander litiumbatterye. Hulle is egter die beste vir sonkragstelsels, karavane, gholfkarretjies, basbote en elektriese motorfietse.

★Een van die hoofvoordele van hierdie batterye is hul sikluslewe.

Hierdie batterye kan meer as 4 keer langer hou as ander. Hulle is veiliger en kan tot 100% ontladingsdiepte bereik, wat beteken dat hulle vir 'n langer tydperk gebruik kan word.

Hieronder is bykomende redes waarom hierdie batterye 'n beter alternatief vir Li-ioonbatterye is.

★Lae koste

LFP-batterye bestaan ​​uit yster en fosfor, wat op 'n enorme skaal ontgin word, en is goedkoop. Die koste van LFP-batterye word beraam op soveel as 70 persent laer per kg as nikkelryke NMC-batterye. Die chemiese samestelling daarvan bied 'n kostevoordeel. Die laagste gerapporteerde selpryse vir LFP-batterye het vir die eerste keer in 2020 onder $100/kWh gedaal.

★Klein Omgewingsimpak
LFP-batterye bevat nie nikkel of kobalt nie, wat duur is en 'n groot omgewingsimpak het. Hierdie batterye is herlaaibaar, wat hul omgewingsvriendelikheid bewys.

★Verbeterde doeltreffendheid en werkverrigting
LFP-batterye is bekend vir hul lang lewensiklus, wat hulle 'n gewilde keuse maak vir toepassings wat betroubare en konsekwente kraglewering oor tyd vereis. Hierdie batterye ervaar stadiger kapasiteitsverliestempo's as ander litiumioonbatterye, wat help om hul werkverrigting oor die lang termyn te behou. Daarbenewens het hulle 'n laer bedryfspanning, wat lei tot minder interne weerstand en vinniger laai-/ontlaaispoed.

★Verbeterde veiligheid en stabiliteit
LFP-batterye is termies en chemies stabiel, daarom is hulle minder geneig om te ontplof of aan die brand te slaan. LFP produseer een sesde van die hitte van nikkelryke NMC. Omdat die Co-O-binding sterker is in LFP-batterye, word suurstofatome stadiger vrygestel as hulle kortgesluit of oorverhit word. Verder bly geen litium oor in volledig gelaaide selle nie, wat hulle hoogs bestand maak teen suurstofverlies in vergelyking met die eksotermiese reaksies wat in ander litiumselle gesien word.

★Klein en liggewig
LFP-batterye is byna 50% ligter as litiummangaanoksiedbatterye. Hulle is tot 70% ligter as loodsuurbatterye. Wanneer jy 'n LiFePO4-battery in 'n voertuig gebruik, gebruik jy minder petrol en het jy meer beweeglikheid. Hulle is ook klein en kompak, wat jou toelaat om spasie op jou bromponie, boot, RV of industriële toepassing te bespaar.

LiFePO4-batterye teenoor nie-litiumbatterye
Nie-litiumbatterye het 'n aantal voordele, maar sal waarskynlik op die mediumtermyn vervang word gegewe die potensiaal van die nuwe LiFePo4-batterye, aangesien ouer tegnologie duur en minder doeltreffend is.

☆Loodsuurbatterye
Loodsuurbatterye mag aanvanklik koste-effektief lyk, maar hulle word uiteindelik duurder op die lang termyn. Dit is as gevolg van die feit dat hulle meer gereelde onderhoud en vervanging benodig. 'n LiFePO4-battery sal 2-4 keer langer hou sonder dat onderhoud nodig is.

☆Gelbatterye
Gelbatterye, soos LiFePO4-batterye, benodig nie gereelde herlaai nie en verloor nie lading terwyl hulle gestoor word nie. Maar gelbatterye laai teen 'n stadiger tempo. Hulle moet ontkoppel word sodra hulle volledig gelaai is om vernietiging te voorkom.

☆AGM-batterye
Terwyl AGM-batterye 'n hoë risiko het om onder 50% kapasiteit beskadig te word, kan LiFePO4-batterye heeltemal ontlaai word sonder enige risiko van skade. Dit is ook moeilik om hulle in stand te hou.

Toepassings vir LiFePO4-batterye
LiFePO4-batterye het baie waardevolle toepassings, insluitend

●Visserbote en Kajaks: Jy kan meer tyd op die water deurbring met minder laaityd en langer looptyd. Minder gewig bied makliker hantering en 'n spoedhobbel tydens hoë-insette visvangkompetisies.

●Mobiliteitsbromponies en bromponies: Daar is geen dooie gewig wat jou vertraag nie. Laai jou battery tot minder as volle kapasiteit vir spontane ritte sonder om dit te beskadig.

● Sonkonfigurasies: Dra liggewig LiFePO4-batterye waarheen die lewe jou ook al neem (selfs teen 'n berg op of van die kragnetwerk af) om die son se krag te benut.

● Kommersiële gebruik: Dit is die veiligste, sterkste litiumbatterye wat hulle ideaal maak vir industriële toepassings soos vloermasjiene, agterkleppe en meer.

Verder dryf litium-ysterfosfaatbatterye baie ander toestelle aan soos flitse, elektroniese sigarette, radiotoerusting, noodbeligting en ander items.

Moontlikhede vir wydskaalse LFP-implementering
Alhoewel LFP-batterye goedkoper en meer stabiel is as alternatiewe, was energiedigtheid 'n beduidende hindernis vir wydverspreide aanvaarding. LFP-batterye het 'n baie laer energiedigtheid, wat wissel tussen 15 en 25%. Dit verander egter deur dikker elektrodes te gebruik soos dié wat in die Sjanghai-vervaardigde Model 3 gebruik word, wat 'n energiedigtheid van 359 Wh/liter het.

As gevolg van die lang lewensiklus van LFP-batterye, het hulle meer kapasiteit as Li-ioonbatterye van vergelykbare gewig. Dit beteken dat die energiedigtheid van hierdie batterye mettertyd meer soortgelyk sal word.

Nog 'n hindernis vir massa-aanvaarding is dat China die mark oorheers het as gevolg van die magdom LFP-patente. Namate hierdie patente verval, is daar spekulasie dat LFP-produksie, soos voertuigvervaardiging, gelokaliseerd sal wees.

Groot motorvervaardigers soos Ford, Volkswagen en Tesla gebruik die tegnologie toenemend deur nikkel- of kobaltformulerings te vervang. Die onlangse aankondiging deur Tesla in sy kwartaallikse opdatering is slegs die begin. Tesla het ook 'n kort opdatering verskaf oor sy 4680-batterypak, wat 'n hoër energiedigtheid en reikafstand sal hê. Dit is ook moontlik dat Tesla "sel-tot-pak"-konstruksie sal gebruik om meer selle te kondenseer en laer energiedigtheid te akkommodeer.

Ten spyte van sy ouderdom,LFPen die vermindering in batterykoste kan van kritieke belang wees om massa-EV-aanvaarding te versnel. Teen 2023 word verwag dat litiumioonpryse naby $100/kWh sal wees. Litium-ioon-elektroniese paneelbouers (LFP's) kan motorvervaardigers in staat stel om faktore soos gerief of herlaaityd te beklemtoon eerder as net prys.