LiFePO4 батареясы

Тесланын 2021-жылдын 3-чейрегинин отчеттору анын унааларында жаңы стандарт катары LiFePO4 батарейкаларына өтүүнү жарыялады.Бирок LiFePO4 батареялары деген эмне?

НЬЮ-ЙОРК, НЬЮ-ЙОРК, АКШ, 26-май, 2022-жыл /EINPresswire.com/ — Алар Li-Ion батареяларына жакшы альтернативабы?Бул батареялар башка батарейкалардан эмнеси менен айырмаланат?

LiFePO4 батареялары менен таанышуу

Литий-темир фосфат (LFP) батареясы литий-иондук батарейка болуп, кубаттоо жана кубаттоо ылдамдыгы жогору.Бул катод катары LiFePO4 жана анод катары металл таянычы бар графиттик көмүртек электрод менен кайра заряддалуучу батарея.

LiFePO4 батареялары литий-иондук батарейкаларга караганда энергиянын тыгыздыгы азыраак жана иштөө чыңалуулары төмөн.Алар горизонталдык ийри сызыктар менен разряддын төмөн ылдамдыгына ээ жана Li-ионго караганда коопсузураак.Бул батареялар литий феррофосфаттык батареялар деп да аталат.

LiFePO4 батареяларынын ойлоп табуусу

LiFePO4 батареяларын Жон Б. Гуденоф жана Арумугам Мантирам ойлоп тапкан.Алар литий-иондук аккумуляторлордо колдонулган материалдарды биринчилерден болуп аныкташкан.Анод материалдары литий-иондук батарейкалар үчүн идеалдуу эмес, анткени алардын дароо кыска туташуу тенденциясы.

Окумуштуулар катод материалдары литий-иондук батареянын катоддоруна салыштырмалуу жакшыраак экенин аныкташкан.Бул LiFePO4 батареясынын варианттарында өзгөчө байкалат.Алар туруктуулукту жана өткөргүчтүктү жогорулатат жана башка ар кандай аспектилерди жакшыртат.

Бул күндөрдө, LiFePO4 батарейкалары бардык жерде кездешет жана ар кандай колдонмолорго ээ, анын ичинде кайыктарда, күн системаларында жана унааларда колдонулат.LiFePO4 батарейкалар кобальтсыз жана көпчүлүк альтернативаларга караганда арзаныраак.Бул уулуу эмес жана узак сактоо мөөнөтү астында.

LFP Батареясынын мүнөздөмөлөрү -

LFP батарейкаларында батареяны башкаруу системаларынын функциясы

LFP батарейкалар жөн гана туташкан клеткалардан турат;аларда батарейканын коопсуз чектерде болушун камсыз кылган система бар.Батареяны башкаруу системасы (BMS) коопсуздукту камсыз кылуу жана батареянын иштөө мөөнөтүн узартуу үчүн иштөө шарттарында батареяны коргойт, көзөмөлдөйт жана көзөмөлдөйт.

LFP батареяларындагы Батареяны башкаруу тутумдарынын функциясы -

Литий темир фосфат клеткалары сабырдуураак болгонуна карабастан, алар кубаттоо учурунда ашыкча чыңалууга дуушар болушат, бул өндүрүмдүүлүктү төмөндөтөт.Катодго колдонулган материал начарлап, туруктуулугун жоготуп коюшу мүмкүн.BMS ар бир клетканын чыгышын жөнгө салат жана батареянын максималдуу чыңалуусун камсыз кылат.

Электроддун материалдары бузулган сайын, төмөн чыңалуу катуу тынчсыздануу жаратат.Эгерде кандайдыр бир клетканын чыңалуусу белгиленген чектен төмөн түшүп кетсе, BMS батареяны чынжырдан ажыратат.Ал ошондой эле ашыкча ток абалында backstop катары кызмат кылат жана кыска туташуу учурунда ишин токтотот.

LiFePO4 батарейкалары литий-иондук батарейкаларга каршы

LiFePO4 батарейкалары саат сыяктуу тагынууга жарактуу эмес.Алар башка литий батарейкаларына караганда энергиянын тыгыздыгы азыраак.Бирок, алар күн энергиясы системалары, RVs, гольф арабалары, бас кайыктары жана электр мотоциклдери үчүн эң жакшы нерсе.

★Бул батарейкалардын негизги артыкчылыктарынын бири - алардын иштөө мөөнөтү.

Бул батарейкалар башкаларга караганда 4 эсе көп убакытка жетет.Алар коопсузураак жана 100% га чейин агызуу тереңдигине жетиши мүмкүн, бул аларды узак мөөнөткө колдонууга болот дегенди билдирет.

Төмөндө бул батарейкалардын Li-ion батарейкаларына жакшы альтернатива болушунун кошумча себептери келтирилген.

★Төмөн наркы

LFP аккумуляторлору темир менен фосфордон турат, алар эбегейсиз масштабда казылып алынат жана арзан.LFP батарейкаларынын баасы никельге бай NMC батарейкаларына караганда кг үчүн 70 пайызга төмөн деп бааланат.Анын химиялык составы чыгымдардын артыкчылыгын камсыз кылат.2020-жылы биринчи жолу LFP батарейкаларынын уюлдук баалары 100 доллар/кВт сааттан төмөн түшкөн.

★Кичине айлана-чөйрөгө тийгизген таасири
LFP батарейкаларында никель же кобальт жок, алар кымбат жана экологияга чоң таасирин тийгизет.Бул батареялар кайра заряддоого болот, бул алардын экологиялык жактан таза экенин көрсөтүп турат.

★Натыйжалуулукту жана аткарууну жакшыртуу
LFP батарейкалары узак мөөнөттүү иштөө цикли менен белгилүү, бул аларды убакыттын өтүшү менен ишенимдүү жана ырааттуу кубаттуулукту талап кылган колдонмолор үчүн популярдуу тандоого айлантат.Бул батарейкалар башка литий-иондук батарейкаларга караганда кубаттуулукту жоготуу ылдамдыгын жайыраак сезишет, бул алардын иштөөсүн узак мөөнөткө сактоого жардам берет.Кошумча, алар азыраак иштөө чыңалуусуна ээ, натыйжада ички каршылык азыраак жана тезирээк заряд/разряд ылдамдыгы болот.

★Жакшыртылган коопсуздук жана туруктуулук
LFP батарейкалар термикалык жана химиялык жактан туруктуу, ошондуктан алар жарылып же күйүп кетиши ыктымал.LFP никельге бай NMC жылуулуктун алтыдан бир бөлүгүн өндүрөт.LFP батарейкаларында Co-O байланышы күчтүүрөөк болгондуктан, кычкылтек атомдору кыска туташканда же өтө ысып кеткенде жайыраак чыгарылат.Андан тышкары, толук заряддалган клеткаларда литий калбайт, бул башка литий клеткаларында байкалган экзотермикалык реакцияларга салыштырмалуу кычкылтектин жоголушуна өтө туруктуу.

★Кичинекей жана жеңил
LFP Батареялары литий марганец кычкыл батарейкаларына караганда дээрлик 50% жеңилирээк.Алар коргошун-кислота аккумуляторлоруна караганда 70% чейин жеңил.Унаада LiFePO4 аккумуляторун колдонгонуңузда, сиз азыраак газ колдоносуз жана маневрдүүлүккө ээ болосуз.Алар ошондой эле чакан жана компакттуу болгондуктан, скутериңизде, кайыкыңызда, RV же өнөр жай тиркемелериңизде мейкиндикти үнөмдөөгө мүмкүндүк берет.

LiFePO4 Батарейкалар Литий эмес Батареяларга каршы
Литий эмес батарейкалардын бир катар артыкчылыктары бар, бирок жаңы LiFePo4 батарейкаларынын потенциалын эске алганда, орто мөөнөттө алмаштырылышы мүмкүн, анткени эски технология кымбат жана эффективдүү эмес.

☆Коргошундуу батарейкалар
Коргошун-кислота аккумуляторлору алгач үнөмдүү болуп көрүнгөнү менен, узак мөөнөттүү келечекте кымбатыраак болуп калат.Бул алар тез-тез тейлөө жана алмаштырууну талап кылгандыгы менен байланыштуу.LiFePO4 батарейкасы эч кандай тейлөө талап кылынбастан, 2-4 эсеге узагыраак иштейт.

☆ Гель батареялары
Гель батарейкалар, LiFePO4 батарейкалары сыяктуу, бат-баттан заряддоону талап кылбайт жана сакталып жатканда зарядын жоготпойт.Бирок гелдик батареялар жайыраак ылдамдыкта заряддалат.Аларды кыйратпоо үчүн толук кубатталгандан кийин ажыратып салуу керек.

☆AGM батареялары
AGM батарейкалары 50% сыйымдуулугунан төмөн бузулуп калуу коркунучунда болсо да, LiFePO4 батарейкалары эч кандай зыян келтирбестен толугу менен зарядсызданышы мүмкүн.Ошондой эле, аларды кармап туруу кыйын.

LiFePO4 батарейкалары үчүн колдонмолор
LiFePO4 батареялары көптөгөн баалуу колдонмолорго ээ, анын ичинде

●Балык уулоочу кайыктар жана кайыктар: Азыраак заряддоо жана узак иштөө убактысы менен сууда көбүрөөк убакыт өткөрө аласыз.Азыраак салмак башкарууну жеңилдетет жана балык уулоо боюнча мелдештерде ылдамдыкты азайтат.

●Мопеддер жана мопеддер: Сизди жайлата турган өлүк салмак жок.Батареяңызды бузбастан, өзүнөн-өзү сапарга чыгуу үчүн толук кубаттуулуктан азыраак заряддаңыз.

●Күн конфигурациялары: Күндүн энергиясын пайдалануу үчүн жеңил LiFePO4 батарейкаларын жашоо сизди кайда алып барбасын (атүгүл тоого же тордон тышкары) алып жүрүңүз.

●Коммерциялык максатта колдонуу: Бул эң коопсуз, эң катаал литий батарейкалар, аларды пол машиналары, көтөргүчтөр жана башкалар сыяктуу өнөр жайлык колдонуу үчүн идеалдуу кылат.

Мындан тышкары, литий темир фосфат батареялары кол чырактар, электрондук тамекилер, радио жабдуулар, авариялык жарыктандыруу жана башка нерселер сыяктуу көптөгөн башка шаймандарды кубаттайт.

Кеңири масштабдагы LFPди ишке ашыруу үчүн мүмкүнчүлүктөр
LFP батарейкалары альтернативаларга караганда арзаныраак жана туруктуураак болсо да, энергиянын тыгыздыгы кеңири жайылтууга олуттуу тоскоолдук болуп калды.LFP батарейкалары 15 жана 25% ортосундагы энергиянын тыгыздыгы кыйла төмөн.Бирок, бул энергиянын тыгыздыгы 359Wh/литр болгон Шанхайда жасалган Model 3-де колдонулган калың электроддорду колдонуу менен өзгөрүүдө.

LFP батарейкаларынын узак иштөө циклине байланыштуу, алар салыштырмалуу салмактагы Li-ion батарейкаларына караганда көбүрөөк кубаттуулукка ээ.Бул бул батареялардын энергия тыгыздыгы убакыттын өтүшү менен окшош болуп калат дегенди билдирет.

Массалык кабыл алуудагы дагы бир тоскоолдук - Кытай LFP патенттеринин көптүгү менен рынокто үстөмдүк кылганы.Бул патенттердин мөөнөтү аяктагандыктан, LFP өндүрүшү, мисалы, унаа өндүрүшү локализацияланат деген божомолдор бар.

Ford, Volkswagen жана Tesla сыяктуу ири унаа өндүрүүчүлөр никель же кобальттын формулаларын алмаштыруу менен технологияны көбүрөөк колдонушат.Тесла тарабынан кварталдык жаңыртуудагы акыркы жарыясы башталышы гана.Тесла ошондой эле 4680 батарея топтомун кыскача жаңыртууну камсыз кылды, ал энергиянын тыгыздыгы жана диапазону жогору болот.Ошондой эле Тесла көбүрөөк клеткаларды конденсациялоо жана энергиянын азыраак тыгыздыгын жайгаштыруу үчүн "клеткадан пакетке" конструкцияны колдонушу мүмкүн.

Жашына карабай,LFPжана батареянын чыгымдарынын кыскарышы массалык EV кабыл алууну тездетүү үчүн маанилүү болушу мүмкүн.2023-жылга карата литий-иондун баасы 100 доллар/кВт саатка жакын болушу күтүлүүдө.LFPs унаа өндүрүүчүлөргө жөн гана баага эмес, ыңгайлуулук же толуктоо убактысы сыяктуу факторлорго басым жасоого мүмкүндүк берет.