LiFePO4 rafhlaða

Skýrslur Tesla fyrir þriðja ársfjórðung 2021 tilkynntu um umskipti yfir í LiFePO4 rafhlöður sem nýjan staðal í farartækjum sínum.En hvað eru LiFePO4 rafhlöður nákvæmlega?

NEW YORK, NEW YORK, Bandaríkin, 26. maí 2022 /EINPresswire.com / — Eru þær betri valkostur við Li-Ion rafhlöður?Hvernig gera þessar rafhlöður frábrugðnar öðrum rafhlöðum?

Kynning á LiFePO4 rafhlöðum

Lithium iron phosphate (LFP) rafhlaða er lithium-ion rafhlaða með hraðari hleðslu og afhleðslu.Það er endurhlaðanleg rafhlaða með LiFePO4 sem bakskaut og grafítískt kolefnisrafskaut með málmbaki sem rafskaut.

LiFePO4 rafhlöður hafa lægri orkuþéttleika en litíumjónarafhlöður og lægri rekstrarspennu.Þeir hafa lágan losunarhraða með láréttum ferlum og eru öruggari en Li-ion.Þessar rafhlöður eru einnig þekktar sem litíum ferrófosfat rafhlöður.

Uppfinningin á LiFePO4 rafhlöðum

LiFePO4 rafhlöður voru fundnar upp af John B. Goodenough og Arumugam Manthiram.Þeir voru meðal þeirra fyrstu til að ákvarða efnin sem notuð eru í litíumjónarafhlöður.Rafskautsefni eru ekki tilvalin fyrir litíumjónarafhlöður vegna tilhneigingar þeirra til tafarlausrar skammhlaups.

Vísindamenn komust að því að bakskautsefni eru betri miðað við bakskaut úr litíumjónarafhlöðum.Þetta er sérstaklega áberandi í LiFePO4 rafhlöðuafbrigðum.Þeir auka stöðugleika og leiðni og bæta ýmsa aðra þætti.

Þessa dagana finnast LiFePO4 rafhlöður alls staðar og hafa margvíslega notkun, þar á meðal notkun í báta, sólkerfi og farartæki.LiFePO4 rafhlöður eru kóbaltlausar og ódýrari en flestir aðrir kostir.Það er ekki eitrað og hefur lengri geymsluþol.

LFP rafhlöðuupplýsingar -

Virkni rafhlöðustjórnunarkerfa í LFP rafhlöðum

LFP rafhlöður eru samsettar úr meira en bara tengdum frumum;þeir eru með kerfi sem tryggir að rafhlaðan haldist innan öruggra marka.Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) verndar, stjórnar og fylgist með rafhlöðunni við notkunarskilyrði til að tryggja öryggi og lengja endingu rafhlöðunnar.

Virkni rafhlöðustjórnunarkerfa í LFP rafhlöðum -

Þrátt fyrir að litíumjárnfosfatfrumur séu þolnari eru þær engu að síður viðkvæmar fyrir ofspennu við hleðslu sem dregur úr afköstum.Efnið sem notað er á bakskautið gæti hugsanlega rýrnað og misst stöðugleika sinn.BMS stýrir úttak hvers fruma og tryggir að hámarksspennu rafhlöðunnar haldist.

Þegar rafskautsefnin brotna niður verður undirspenna alvarlegt áhyggjuefni.Ef spenna einhverrar frumu fer niður fyrir tiltekið viðmiðunarmörk, aftengir BMS rafhlöðuna frá hringrásinni.Það þjónar einnig sem bakstoppi í yfirstraumsástandi og mun stöðva rekstur hans meðan á skammhlaupi stendur.

LiFePO4 rafhlöður á móti litíumjónarafhlöðum

LiFePO4 rafhlöðurnar eru ekki hentugar fyrir tæki sem hægt er að nota eins og úr.Þær eru undir minni orkuþéttleika en allar aðrar litíum rafhlöður.Hins vegar eru þeir það besta fyrir sólarorkukerfi, húsbíla, golfbíla, bassabáta og rafmótorhjól.

★Einn helsti kosturinn við þessar rafhlöður er endingartími þeirra.

Þessar rafhlöður geta endað meira en 4x lengur en aðrar.Þau eru öruggari og geta náð allt að 100% dýpt af losun, sem þýðir að hægt er að nýta þau í lengri tíma.

Hér að neðan eru frekari ástæður fyrir því að þessar rafhlöður eru betri valkostur við Li-ion rafhlöður.

★Lágur kostnaður

LFP rafhlöður eru samsettar úr járni og fosfór, unnar í gríðarlegum mæli og eru ódýrar.Kostnaður við LFP rafhlöður er áætlaður allt að 70 prósentum lægri á hvert kg en nikkelríkar NMC rafhlöður.Efnasamsetning þess veitir kostnaðarhagræði.Lægsta frumuverð fyrir LFP rafhlöður fór niður fyrir $100/kWh í fyrsta skipti árið 2020.

★ Lítil umhverfisáhrif
LFP rafhlöður innihalda hvorki nikkel né kóbalt sem eru dýr og hafa mikil umhverfisáhrif.Þessar rafhlöður eru endurhlaðanlegar sem sýnir vistvænni þeirra.

★Bætt skilvirkni og árangur
LFP rafhlöður eru þekktar fyrir langan líftíma, sem gerir þær að vinsælum valkostum fyrir forrit sem krefjast áreiðanlegrar og stöðugrar aflgjafar með tímanum.Þessar rafhlöður upplifa hægari afkastagetu en aðrar litíumjónarafhlöður, sem hjálpar til við að viðhalda frammistöðu þeirra til lengri tíma litið.Að auki hafa þeir lægri rekstrarspennu, sem leiðir til minni innri viðnáms og hraðari hleðslu/hleðsluhraða.

★ Aukið öryggi og stöðugleiki
LFP rafhlöður eru hita- og efnafræðilega stöðugar, þess vegna eru ólíklegri til að springa eða kvikna í þeim.LFP framleiðir einn sjötta af varma nikkelríkra NMC.Vegna þess að Co-O tengið er sterkara í LFP rafhlöðum losna súrefnisatóm hægar ef þau eru skammhlaup eða ofhitnuð.Ennfremur er ekkert litíum eftir í fullhlaðinum frumum, sem gerir þær mjög ónæmar fyrir súrefnistapi samanborið við útverma viðbrögð sem sjást í öðrum litíumfrumum.

★ Lítil og léttur
LFP rafhlöður eru næstum 50% léttari en litíum mangan oxíð rafhlöður.Þær eru allt að 70% léttari en blýsýrurafhlöður.Þegar þú notar LiFePO4 rafhlöðu í farartæki notarðu minna bensín og hefur meiri stjórnhæfni.Þau eru líka lítil og nett, sem gerir þér kleift að spara pláss á vespu, bát, húsbíl eða iðnaðarbúnað.

LiFePO4 rafhlöður á móti non-lithium rafhlöðum
Rafhlöður sem ekki eru litíum hafa ýmsa kosti en líklegt er að þeim verði skipt út á miðjum tíma miðað við möguleika nýju LiFePo4 rafhlöðunnar þar sem eldri tækni er dýr og óhagkvæmari.

☆ Blýsýrurafhlöður
Blýsýrurafhlöður kunna að virðast hagkvæmar í fyrstu, en þær verða á endanum dýrari til lengri tíma litið.Þetta er vegna þess að þeir þurfa tíðari viðhald og endurnýjun.LiFePO4 rafhlaða endist 2-4 sinnum lengur án þess að þurfa viðhald.

☆ Gel rafhlöður
Gel rafhlöður, eins og LiFePO4 rafhlöður, þurfa ekki tíðar endurhleðslu og missa ekki hleðslu meðan þær eru geymdar.En gel rafhlöður hlaðast á hægari hraða.Það þarf að aftengja þau um leið og þau eru fullhlaðin til að forðast eyðileggingu.

☆ AGM rafhlöður
Þó að AGM rafhlöður séu í mikilli hættu á að skemmast undir 50% afkastagetu, er hægt að tæma LiFePO4 rafhlöður algjörlega án hættu á skemmdum.Einnig er erfitt að halda þeim uppi.

Umsóknir um LiFePO4 rafhlöður
LiFePO4 rafhlöður hafa mörg dýrmæt forrit, þar á meðal

●Fiskabátar og kajakar: Þú getur eytt meiri tíma á sjónum með minni hleðslutíma og lengri tíma.Minni þyngd veitir auðveldari meðhöndlun og hraðaupphlaup í veiðikeppnum með mikla sókn.

● Hlaupahjól og bifhjól: Það er engin dauðaþyngd til að hægja á þér.Hladdu rafhlöðuna í minna en fulla afkastagetu fyrir skyndilegar ferðir án þess að skemma hana.

●Sólarstillingar: Farðu með léttar LiFePO4 rafhlöður hvert sem lífið tekur þig (jafnvel upp á fjall eða af neti) til að nýta kraft sólarinnar.

●Notkun í atvinnuskyni: Þetta eru öruggustu og sterkustu litíum rafhlöðurnar sem gera þær tilvalnar fyrir iðnaðarnotkun eins og gólfvélar, lyftuhlið og fleira.

Ennfremur knýja litíum járnfosfat rafhlöður mörg önnur tæki eins og vasaljós, rafsígarettur, útvarpsbúnað, neyðarlýsingu og aðra hluti.

Möguleikar á útfærslu LFP á breiðum mælikvarða
Þó að LFP rafhlöður séu ódýrari og stöðugri en aðrir valkostir, hefur orkuþéttleiki verið veruleg hindrun fyrir víðtækri notkun.LFP rafhlöður hafa mun lægri orkuþéttleika, á bilinu 15 til 25%.Hins vegar er þetta að breytast með því að nota þykkari rafskaut eins og þau sem notuð eru í Shanghai-gerð Model 3, sem hefur orkuþéttleika upp á 359Wh/lítra.

Vegna langrar líftíma LFP rafhlaðna hafa þær meiri getu en Li-ion rafhlöður af sambærilegri þyngd.Þetta þýðir að orkuþéttleiki þessara rafgeyma verður líkari með tímanum.

Önnur hindrun fyrir fjöldaættleiðingu er að Kína hefur ráðið ríkjum á markaðnum vegna fjölda einkaleyfa á LFP.Þar sem þessi einkaleyfi renna út eru vangaveltur um að LFP framleiðsla, eins og ökutækjaframleiðsla, verði staðbundin.

Helstu bílaframleiðendur eins og Ford, Volkswagen og Tesla nýta sér tæknina í auknum mæli með því að skipta um nikkel- eða kóbaltsamsetningar.Nýleg tilkynning Tesla í ársfjórðungsuppfærslu sinni er aðeins byrjunin.Tesla gaf einnig stutta uppfærslu á 4680 rafhlöðupakkanum sínum, sem mun hafa meiri orkuþéttleika og drægni.Það er líka mögulegt að Tesla muni nota „frumu-í-pakka“ byggingu til að þétta fleiri frumur og koma til móts við minni orkuþéttleika.

Þrátt fyrir aldur,LFPog lækkun á rafhlöðukostnaði getur verið mikilvæg til að flýta fyrir notkun rafbíla.Árið 2023 er gert ráð fyrir að verð á litíumjónum verði nálægt $100/kWst.LFP getur gert bílaframleiðendum kleift að leggja áherslu á þætti eins og þægindi eða hleðslutíma frekar en bara verð.