Теслагийн 2021 оны 3-р улирлын тайланд LiFePO4 батерейнд шилжсэнийг автомашины шинэ стандарт болгон зарлав.Гэхдээ LiFePO4 батерей гэж юу вэ?
НЬЮ-ЙОРК, НЬЮ-ЙОРК, АНУ, 2022 оны 5-р сарын 26 /EINPresswire.com/ - Эдгээр нь ли-ион батерейгаас илүү сайн хувилбар мөн үү?Эдгээр батерейнууд бусад батерейнаас юугаараа ялгаатай вэ?
LiFePO4 батерейны танилцуулга
Лити төмрийн фосфат (LFP) батерей нь илүү хурдан цэнэглэж, цэнэглэдэг лити-ион батерей юм.Энэ нь катодын хувьд LiFePO4, анод нь металл суурьтай графит нүүрстөрөгчийн электрод бүхий цэнэглэдэг батерей юм.
LiFePO4 батерейнууд нь лити-ион батерейг бодвол эрчим хүчний нягтрал багатай, ажиллах хүчдэл бага байдаг.Тэдгээр нь хавтгай муруйтай бага ялгадастай бөгөөд Li-ion-ээс илүү аюулгүй байдаг.Эдгээр батерейг мөн лити феррофосфатын батерей гэж нэрлэдэг.
LiFePO4 батерейны шинэ бүтээл
LiFePO4 батерейЖон Б.Гуденоф, Арумугам Мантирам нар зохион бүтээсэн.Тэд лити-ион батерейнд ашигласан материалыг анх олж мэдсэн хүмүүсийн нэг юм.Анодын материалууд нь литийн ион батерейнд тохиромжгүй байдаг, учир нь тэдгээр нь богино холболт үүсэх хандлагатай байдаг.
Эрдэмтэд катодын материал нь лити-ион батерейны катодтой харьцуулахад илүү сайн болохыг олж мэдсэн.Энэ нь ялангуяа LiFePO4 батерейны хувилбаруудад мэдэгдэхүйц юм.Эдгээр нь тогтвортой байдал, дамжуулалтыг сайжруулж, бусад олон талыг сайжруулдаг.
Өнөө үед LiFePO4 батерейнууд хаа сайгүй олддог бөгөөд завь, нарны систем, тээврийн хэрэгсэл зэрэг төрөл бүрийн хэрэглээтэй.LiFePO4 батерейнууд нь кобальт агуулаагүй бөгөөд ихэнх хувилбаруудаас хямд байдаг.Энэ нь хоргүй бөгөөд удаан хадгалагддаг.
LFP батерейны үзүүлэлтүүд
Эх сурвалж
LFP батерей дахь батерейны удирдлагын системийн үйл ажиллагаа
LFP батерейнууд нь зөвхөн холбогдсон эсүүдээс бүрддэг;Тэд батерейг аюулгүй хязгаарт байлгах системтэй.Батерейны удирдлагын систем (BMS) нь аюулгүй байдлыг хангах, батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд ашиглалтын нөхцөлд зайг хамгаалж, хянаж, хянадаг.
LFP батерей дахь батерейны удирдлагын системийн үйл ажиллагаа
Лити төмрийн фосфатын эсүүд нь илүү тэсвэртэй боловч цэнэглэх явцад хэт хүчдэлд өртөмтгий байдаг бөгөөд энэ нь гүйцэтгэлийг бууруулдаг.Катодод ашигласан материал нь муудаж, тогтвортой байдлаа алдаж болзошгүй.BMS нь үүр бүрийн гаралтыг зохицуулж, батерейны хамгийн их хүчдэлийг хадгалах боломжийг олгодог.
Электродын материал доройтох тусам бага хүчдэл нь ихээхэн санаа зовдог.Хэрэв аль нэг эсийн хүчдэл тодорхой босго хэмжээнээс доогуур байвал BMS нь зайг хэлхээнээс салгадаг.Энэ нь хэт гүйдлийн үед зогсолтын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд богино залгааны үед үйл ажиллагаагаа зогсооно.
LiFePO4 батерей болон лити-ион батерей
LiFePO4 батерей нь цаг гэх мэт элэгддэг төхөөрөмжүүдэд тохиромжгүй.Эдгээр нь бусад лити батерейгаас бага эрчим хүчний нягтралтай байдаг.Гэсэн хэдий ч эдгээр нь нарны эрчим хүчний систем, RV, гольфын тэрэг, басс завь, цахилгаан мотоцикль зэрэгт хамгийн тохиромжтой.
Эдгээр батерейны гол давуу талуудын нэг нь тэдний эргэлтийн хугацаа юм.
Эдгээр батерейнууд бусадтай харьцуулахад 4 дахин удаан ажиллах чадвартай.Эдгээр нь илүү аюулгүй бөгөөд 100% хүртэл гоожих гүнд хүрч чаддаг бөгөөд энэ нь илүү урт хугацаанд ашиглах боломжтой гэсэн үг юм.
Эдгээр батерейнууд нь Ли-ион батерейг илүү сайн орлуулах бусад шалтгааныг доор харуулав.
Бага зардал
LFP батерейнууд нь төмөр, фосфороор хийгдсэн бөгөөд асар их хэмжээгээр олборлодог бөгөөд хямд байдаг.LFP батерейны өртөг нь никельээр баялаг NMC батерейг бодвол кг тутамд 70 хувиар бага байдаг.Түүний химийн найрлага нь зардлын давуу талыг бий болгодог.LFP батерейны хамгийн бага мэдээлэгдсэн үнэ 2020 онд анх удаа 100 доллар/кВт.цагаас доош унав.
Байгаль орчинд үзүүлэх бага нөлөө
LFP батерей нь никель, кобальт агуулаагүй бөгөөд энэ нь үнэтэй бөгөөд байгаль орчинд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.Эдгээр батерейнууд нь дахин цэнэглэгддэг бөгөөд энэ нь байгальд ээлтэй гэдгийг харуулж байна.
Үр ашиг, гүйцэтгэл сайжирсан
LFP батерейнууд нь урт наслалтаараа алдартай тул цаг хугацааны явцад найдвартай, тогтвортой эрчим хүчний гаралт шаарддаг хэрэглээнд түгээмэл сонголт болдог.Эдгээр батерейнууд нь бусад лити-ион батерейг бодвол бага хүчин чадал алддаг бөгөөд энэ нь удаан хугацаанд гүйцэтгэлээ хадгалахад тусалдаг.Нэмж дурдахад тэдгээр нь ажиллах хүчний бага хүчдэлтэй тул дотоод эсэргүүцэл багасч, цэнэглэх / цэнэггүй болгох хурдыг нэмэгдүүлдэг.
Аюулгүй байдал, тогтвортой байдлыг сайжруулсан
LFP батерей нь дулааны болон химийн хувьд тогтвортой байдаг тул дэлбэрч, галд өртөх магадлал бага байдаг.LFP нь никельээр баялаг NMC-ийн дулааны зургааны нэгийг үйлдвэрлэдэг.LFP батерейнд Co-O холбоо илүү хүчтэй байдаг тул богино холболт эсвэл хэт халсан тохиолдолд хүчилтөрөгчийн атомууд илүү удаан ялгардаг.Цаашилбал, бүрэн цэнэглэгдсэн эсэд литийн үлдэгдэл байхгүй тул бусад литийн эсүүдэд ажиглагддаг экзотермик урвалтай харьцуулахад хүчилтөрөгчийн алдагдалд маш тэсвэртэй байдаг.
Жижиг, хөнгөн жинтэй
LFP батерей нь литийн манганы ислийн батерейгаас бараг 50% хөнгөн байдаг.Эдгээр нь хар тугалганы хүчлийн батерейгаас 70% хүртэл хөнгөн байдаг.Тээврийн хэрэгсэлд LiFePO4 батерейг ашиглах үед та бензин бага зарцуулж, маневрлах чадвар өндөр болно.Тэд мөн жижиг бөгөөд авсаархан тул скутер, завь, RV эсвэл үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд зай хэмнэх боломжийг олгодог.
LiFePO4 батерей ба литийн бус батерей
Лити бус батерей нь хэд хэдэн давуу талтай боловч хуучин технологи нь үнэтэй, үр ашиг багатай тул шинэ LiFePo4 батерейны боломжуудыг харгалзан дунд хугацаанд солигдох магадлалтай.
Хар тугалганы хүчлийн батерей
Хар тугалганы хүчлийн батерей нь эхлээд зардал багатай мэт санагдаж болох ч урт хугацаандаа илүү үнэтэй байдаг.Энэ нь тэд илүү олон удаа засвар үйлчилгээ, солих шаардлагатай байдагтай холбоотой юм.LiFePO4 батерей нь засвар үйлчилгээ шаардлагагүйгээр 2-4 дахин удаан ажиллах болно.
Гель батерей
LiFePO4 батерей шиг гель зай нь байнга цэнэглэх шаардлагагүй бөгөөд хадгалах явцад цэнэгээ алддаггүй.Гэхдээ гель батерейнууд илүү удаан цэнэглэгддэг.Устгахгүйн тулд бүрэн цэнэглэгдсэн даруйд нь салгах хэрэгтэй.
AGM батерейнууд
AGM батерейнууд 50%-иас доош хүчин чадлаараа гэмтэх эрсдэл өндөртэй байдаг ч LiFePO4 батерейг гэмтээх эрсдэлгүйгээр бүрэн цэнэглэх боломжтой.Түүнчлэн, тэдгээрийг хадгалахад хэцүү байдаг.
LiFePO4 батерейны хэрэглээ
LiFePO4 батерейнууд нь олон үнэ цэнэтэй хэрэглээтэй байдаг
Загас агнуурын завь, завь: Цэнэглэх хугацаа бага, удаан ажиллах боломжтой тул та усан дээр илүү их цаг зарцуулах боломжтой.Бага жин нь өндөр бооцоотой загас агнуурын тэмцээний үеэр жолоодлогыг хөнгөвчлөх, хурдыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Хөдөлгөөнт скутер ба мопед: Таныг удаашруулах үхсэн жин байхгүй.Батерейгаа бүрэн хүчин чадлаасаа бага хэмжээгээр цэнэглэж, аяндаа аялах боломжтой.
Нарны тохиргоо: Хөнгөн LiFePO4 батерейг амьдрал хаана ч авч явсан (уулд ч юм уу, сүлжээнээс хол ч) авч явж, нарны эрчим хүчийг ашиглаж болно.
Арилжааны хэрэглээ: Эдгээр нь хамгийн найдвартай, хамгийн бат бөх литийн батерейнууд бөгөөд тэдгээрийг шалны машин, өргөх хаалга гэх мэт үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглахад тохиромжтой.
Цаашилбал, лити төмрийн фосфатын батерей нь гар чийдэн, электрон тамхи, радио төхөөрөмж, яаралтай тусламжийн гэрэлтүүлэг болон бусад олон төхөөрөмжийг тэжээдэг.
Өргөн цар хүрээтэй LFP хэрэгжүүлэх боломжууд
LFP батерей нь өөр хувилбаруудаас хямд бөгөөд илүү тогтвортой боловч эрчим хүчний нягтрал нь өргөн тархалтад ихээхэн саад болж байна.LFP батерей нь 15-25% хооронд хэлбэлздэг эрчим хүчний нягтрал багатай байдаг.Гэхдээ энэ нь 359Wh/литр эрчим хүчний нягттай, Шанхайд үйлдвэрлэсэн Model 3-т ашигласан шиг зузаан электродуудыг ашиглан өөрчлөгдөж байна.
LFP батерейны ашиглалтын хугацаа урт байдаг тул тэдгээр нь харьцуулж болох жинтэй Ли-ион батерейгаас илүү багтаамжтай байдаг.Энэ нь эдгээр батерейны эрчим хүчний нягтрал нь цаг хугацааны явцад ижил төстэй болно гэсэн үг юм.
Бөөнөөр үрчлүүлэхэд тулгарч буй өөр нэг саад бэрхшээл бол Хятад улс LFP патентын тоо олноор зах зээлд ноёрхож байгаа явдал юм.Эдгээр патентын хугацаа дуусч байгаа тул тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэл гэх мэт LFP үйлдвэрлэлийг нутагшуулна гэсэн таамаг бий.
Форд, Фольксваген, Тесла зэрэг томоохон автомашин үйлдвэрлэгчид никель эсвэл кобальтын найрлагыг орлуулах замаар технологийг улам бүр ашиглаж байна.Теслагийн улирал тутмын шинэчлэлтдээ саяхан зарласан нь зөвхөн эхлэл юм.Тесла мөн 4680 батерейны тухай товч шинэчлэлтийг өгсөн бөгөөд энэ нь илүү өндөр эрчим хүчний нягтрал, хүрээтэй байх болно.Түүнчлэн Тесла илүү олон эсийг нягтруулж, эрчим хүчний нягтрал багатай байхын тулд "эс хооронд" бүтцийг ашиглах боломжтой.
Хэдийгээр насжилттай байсан ч LFP болон батерейны зардлыг бууруулах нь EV-ийн хэрэглээг хурдасгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.2023 он гэхэд лити-ионы үнэ 100 ам.доллар/кВт-д хүрэх төлөвтэй байна.LFP нь автомашин үйлдвэрлэгчдэд үнэ гэхээсээ илүү тав тухтай байдал, цэнэглэх хугацаа зэрэг хүчин зүйлсийг онцлон харуулах боломжийг олгодог.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 8-р сарын 10-ны хооронд