LiFePO4 batareyasi

Tesla kompaniyasining 2021-yil 3-choragidagi hisobotlarida avtomobillarida yangi standart sifatida LiFePO4 batareyalariga o'tish e'lon qilindi. Lekin LiFePO4 batareyalari nima?

Nyu-York, Nyu-York, AQSh, 2022-yil 26-may /EINPresswire.com / — Ular Li-Ion batareyalariga yaxshiroq alternativami? Bu batareyalar boshqa batareyalardan qanday farq qiladi?

LiFePO4 batareyalariga kirish

Lityum temir fosfat (LFP) batareyasi tezroq zaryadlash va tushirish tezligiga ega lityum-ion batareyadir. Bu katod sifatida LiFePO4 va anod sifatida metall asosga ega grafit uglerod elektrodiga ega qayta zaryadlanuvchi batareyadir.

LiFePO4 batareyalari lityum-ion batareyalarga qaraganda pastroq energiya zichligiga va pastroq ish kuchlanishiga ega. Ular gorizontal egri chiziqlar bilan past zaryadsizlanish tezligiga ega va Li-ionga qaraganda xavfsizroq. Bu batareyalar lityum ferrofosfat batareyalari sifatida ham tanilgan.

LiFePO4 batareyalarining ixtirosi

LiFePO4 batareyalari Jon B. Gudenou va Arumugam Manthiram tomonidan ixtiro qilingan. Ular lityum-ion batareyalarda ishlatiladigan materiallarni birinchilardan bo'lib aniqlaganlar qatorida edilar. Anod materiallari lityum-ion batareyalar uchun ideal emas, chunki ular darhol qisqa tutashuvga moyil.

Olimlar katod materiallari lityum-ion batareya katodlariga qaraganda yaxshiroq ekanligini aniqladilar. Bu, ayniqsa, LiFePO4 batareya variantlarida seziladi. Ular barqarorlik va o'tkazuvchanlikni oshiradi va boshqa bir qator jihatlarni yaxshilaydi.

Hozirgi kunda LiFePO4 batareyalari hamma joyda uchraydi va turli xil qo'llanilishlarga ega, jumladan, qayiqlarda, quyosh tizimlarida va transport vositalarida. LiFePO4 batareyalari kobaltsiz va ko'pgina alternativalarga qaraganda arzonroq. Ular zaharli emas va uzoqroq saqlash muddatiga ega.

LFP batareyasining texnik xususiyatlari -

LFP batareyalarida batareyani boshqarish tizimlarining funktsiyasi

LFP batareyalari shunchaki ulangan elementlardan iborat emas; ular batareyaning xavfsiz chegaralar ichida qolishini ta'minlaydigan tizimga ega. Batareya boshqaruv tizimi (BMS) xavfsizlikni ta'minlash va batareyaning ishlash muddatini uzaytirish uchun batareyani ish sharoitida himoya qiladi, boshqaradi va kuzatib boradi.

LFP batareyalarida batareyani boshqarish tizimlarining funktsiyasi -

Lityum temir fosfat elementlari bardoshliroq bo'lishiga qaramay, ular zaryadlash paytida haddan tashqari kuchlanishga moyil bo'ladi, bu esa unumdorlikni pasaytiradi. Katodga qo'llaniladigan material yomonlashishi va barqarorligini yo'qotishi mumkin. BMS har bir elementning chiqishini tartibga soladi va batareyaning maksimal kuchlanishi saqlanib qolishini ta'minlaydi.

Elektrod materiallari yomonlashganda, past kuchlanish jiddiy muammoga aylanadi. Agar biron bir elementning kuchlanishi belgilangan chegaradan pastga tushsa, BMS batareyani zanjirdan uzib qo'yadi. Shuningdek, u haddan tashqari tok holatida orqa to'siq vazifasini bajaradi va qisqa tutashuv paytida uning ishlashini to'xtatadi.

LiFePO4 batareyalari va lityum-ion batareyalari

LiFePO4 batareyalari soatlar kabi kiyiladigan qurilmalar uchun mos emas. Ular boshqa lityum batareyalarga qaraganda pastroq energiya zichligiga ega. Biroq, ular quyosh energiyasi tizimlari, avtokarvonlar, golf aravachalari, bas qayiqlari va elektr mototsikllar uchun eng yaxshisidir.

★Ushbu batareyalarning asosiy afzalliklaridan biri ularning ishlash muddatidir.

Bu batareyalar boshqalarga qaraganda 4 baravar ko'proq xizmat qilishi mumkin. Ular xavfsizroq va 100% gacha zaryadsizlanish chuqurligiga yetishi mumkin, ya'ni ulardan uzoqroq vaqt davomida foydalanish mumkin.

Quyida ushbu batareyalar Li-ion batareyalariga yaxshiroq alternativa bo'lishining qo'shimcha sabablari keltirilgan.

★Arzon narx

LFP batareyalari temir va fosfordan iborat bo'lib, juda katta miqyosda qazib olinadi va arzon. LFP batareyalarining narxi nikelga boy NMC batareyalariga qaraganda kg uchun 70 foizgacha arzonroq deb taxmin qilinmoqda. Uning kimyoviy tarkibi iqtisodiy afzallik beradi. LFP batareyalarining eng past xabar qilingan batareya narxlari 2020-yilda birinchi marta 100 dollar/kVt/soat dan pastga tushdi.

★Kichik atrof-muhitga ta'sir
LFP batareyalari tarkibida nikel yoki kobalt mavjud emas, ular qimmat va atrof-muhitga katta ta'sir ko'rsatadi. Bu batareyalar qayta zaryadlanuvchi bo'lib, bu ularning ekologik jihatdan toza ekanligini ko'rsatadi.

★ Samaradorlik va unumdorlikni oshirish
LFP batareyalari uzoq umr ko'rish aylanishi bilan mashhur bo'lib, ular vaqt o'tishi bilan ishonchli va izchil quvvat chiqishini talab qiladigan ilovalar uchun mashhur tanlovga aylanadi. Ushbu batareyalar boshqa lityum-ion batareyalarga qaraganda sig'im yo'qotish tezligini sekinroq boshdan kechiradi, bu esa ularning uzoq muddat davomida ishlashini saqlab qolishga yordam beradi. Bundan tashqari, ular pastroq ish kuchlanishiga ega, bu esa ichki qarshilikning pasayishiga va zaryadlash/razryadlash tezligining oshishiga olib keladi.

★ Kengaytirilgan xavfsizlik va barqarorlik
LFP batareyalari termal va kimyoviy jihatdan barqaror, shuning uchun ularning portlashi yoki yonib ketishi ehtimoli kamroq. LFP nikelga boy NMC ning oltidan bir qismiga teng issiqlik ishlab chiqaradi. LFP batareyalarida Co-O bog'lanishi kuchliroq bo'lgani uchun, kislorod atomlari qisqa tutashuv yoki haddan tashqari qizib ketish natijasida sekinroq ajralib chiqadi. Bundan tashqari, to'liq zaryadlangan batareyalarda lityum qolmaydi, bu ularni boshqa lityum batareyalarida kuzatiladigan ekzotermik reaksiyalarga nisbatan kislorod yo'qotilishiga juda chidamli qiladi.

★Kichik va yengil
LFP batareyalari lityum marganets oksidi batareyalariga qaraganda deyarli 50% yengilroq. Ular qo'rg'oshin-kislotali batareyalarga qaraganda 70% gacha yengilroq. Avtomobilda LiFePO4 batareyasidan foydalanganda siz kamroq yoqilg'i sarflaysiz va ko'proq manevr qobiliyatiga ega bo'lasiz. Ular, shuningdek, kichik va ixcham bo'lib, sizga skuter, qayiq, RV yoki sanoat qo'llanilishida joyni tejash imkonini beradi.

LiFePO4 batareyalari va lityum bo'lmagan batareyalar
Lityum bo'lmagan batareyalar bir qator afzalliklarga ega, ammo eski texnologiyalar qimmat va samarasiz bo'lgani uchun yangi LiFePo4 batareyalarining salohiyatini hisobga olgan holda, o'rta muddatda almashtirilishi mumkin.

☆Qo'rg'oshin kislotali batareyalar
Qo'rg'oshin-kislotali batareyalar dastlab tejamkor ko'rinishi mumkin, ammo uzoq muddatda ular qimmatroq bo'lib chiqadi. Buning sababi, ularga tez-tez texnik xizmat ko'rsatish va almashtirish kerak. LiFePO4 batareyasi hech qanday texnik xizmat ko'rsatishsiz 2-4 baravar ko'proq vaqt xizmat qiladi.

☆Gel batareyalari
Gel batareyalari, LiFePO4 batareyalari singari, tez-tez qayta zaryadlashni talab qilmaydi va saqlash vaqtida zaryadini yo'qotmaydi. Lekin gel batareyalari sekinroq zaryadlanadi. Buzilishning oldini olish uchun ularni to'liq zaryadlangandan so'ng darhol uzib qo'yish kerak.

☆AGM batareyalari
AGM batareyalari sig'imi 50% dan past bo'lganda shikastlanish xavfi yuqori bo'lsa-da, LiFePO4 batareyalari hech qanday shikastlanish xavfisiz to'liq zaryadsizlanishi mumkin. Bundan tashqari, ularni zaryadsiz holatda saqlash qiyin.

LiFePO4 batareyalari uchun ilovalar
LiFePO4 batareyalari ko'plab qimmatli ilovalarga ega, jumladan

●Baliq ovlash qayiqlari va baydarkalari: Siz suvda ko'proq vaqt sarflashingiz mumkin, zaryadlash vaqti kamroq va ish vaqti uzoqroq. Kamroq vazn osonroq boshqarishni ta'minlaydi va yuqori darajadagi baliq ovlash musobaqalari paytida tezlikni pasaytiradi.

●Mobil skuterlar va mopedlar: Sizni sekinlashtiradigan hech qanday o'lik yuk yo'q. Batareyani shikastlamasdan o'z-o'zidan harakatlanish uchun to'liq quvvatdan kamroq quvvatga zaryadlang.

●Quyosh konfiguratsiyalari: Quyosh energiyasidan foydalanish uchun yengil LiFePO4 batareyalarini hayot sizni qayerga olib borsa ham (hatto tog'ga yoki elektr tarmog'idan uzilganda ham) olib yuring.

●Tijorat maqsadlarida foydalanish: Bular eng xavfsiz va eng mustahkam lityum batareyalar bo'lib, ularni sanoat qo'llanmalari, masalan, pol mashinalari, lift eshiklari va boshqalar uchun ideal qiladi.

Bundan tashqari, lityum temir fosfat batareyalari chiroqlar, elektron sigaretalar, radio uskunalari, favqulodda yoritish va boshqa ko'plab boshqa qurilmalarni quvvatlantiradi.

Keng ko'lamli LFPni amalga oshirish imkoniyatlari
LFP batareyalari muqobil batareyalarga qaraganda arzonroq va barqarorroq bo'lsa-da, energiya zichligi keng qo'llanilishida muhim to'siq bo'lib kelgan. LFP batareyalarining energiya zichligi ancha past bo'lib, 15 dan 25% gacha. Biroq, bu Shanxayda ishlab chiqarilgan Model 3 da ishlatiladigan kabi qalinroq elektrodlardan foydalanishda o'zgarmoqda, bu esa 359 Vt/soat energiya zichligiga ega.

LFP batareyalarining uzoq umr ko'rish muddati tufayli ular o'xshash og'irlikdagi Li-ion batareyalariga qaraganda ko'proq sig'imga ega. Bu shuni anglatadiki, vaqt o'tishi bilan bu batareyalarning energiya zichligi o'xshashroq bo'ladi.

Ommaviy qabul qilinishiga yana bir to'siq shundaki, Xitoy LFP patentlarining ko'pligi tufayli bozorda hukmronlik qilmoqda. Ushbu patentlarning amal qilish muddati tugashi bilan, avtomobil ishlab chiqarish kabi LFP ishlab chiqarish ham mahalliylashtiriladi degan taxminlar mavjud.

Ford, Volkswagen va Tesla kabi yirik avtomobil ishlab chiqaruvchilari nikel yoki kobalt formulalarini almashtirish orqali texnologiyadan tobora ko'proq foydalanmoqdalar. Teslaning choraklik yangilanishidagi yaqinda e'lon qilingani faqat boshlanishi. Tesla shuningdek, yuqori energiya zichligi va diapazoniga ega bo'lgan 4680 batareya bloki haqida qisqacha yangilanishni taqdim etdi. Tesla ko'proq batareyalarni kondensatsiyalash va past energiya zichligiga moslashish uchun "hujayradan paketga" konstruktsiyasidan foydalanishi ham mumkin.

Yoshiga qaramay,LFPva batareya narxining pasayishi ommaviy elektromobillarni joriy etishni tezlashtirishda juda muhim bo'lishi mumkin. 2023-yilga kelib, lityum-ion narxlari 100 dollar/kVt/soat ga yaqinlashishi kutilmoqda. LFPlar avtomobil ishlab chiqaruvchilarga nafaqat narx, balki qulaylik yoki zaryadlash vaqti kabi omillarga e'tibor qaratish imkonini berishi mumkin.