Ripoti ya Tesla ya 2021 Q3 ilitangaza mpito kwa betri za LiFePO4 kama kiwango kipya katika magari yake.Lakini betri za LiFePO4 ni nini hasa?
NEW YORK, NEW YORK, MAREKANI, Mei 26, 2022 /EINPresswire.com/ — Je, hizo ni mbadala bora kwa betri za Li-Ion?Je, betri hizi zinatofautiana vipi na betri nyingine?
Utangulizi wa Betri za LiFePO4
Betri ya lithiamu iron fosfati (LFP) ni betri ya lithiamu-ion yenye viwango vya kasi vya kuchaji na chaji.Ni betri inayoweza kuchajiwa tena yenye LiFePO4 kama cathode na elektrodi ya kaboni ya grafiti yenye usaidizi wa metali kama anodi.
Betri za LiFePO4 zina msongamano mdogo wa nishati kuliko betri za lithiamu-ioni na voltages za chini za uendeshaji.Zina kiwango cha chini cha kutokwa na mikunjo bapa na ni salama zaidi kuliko Li-ion.Betri hizi pia hujulikana kama betri za lithiamu ferrophosphate.
Uvumbuzi wa Betri za LiFePO4
Betri za LiFePO4zilivumbuliwa na John B. Goodenough na Arumugam Manthiram.Walikuwa miongoni mwa wa kwanza kutambua vifaa vinavyotumika katika betri za lithiamu-ioni.Nyenzo za anode sio bora kwa betri za lithiamu-ion kwa sababu ya tabia yao ya mzunguko mfupi wa mapema.
Wanasayansi waligundua kuwa vifaa vya cathode ni bora ikilinganishwa na cathodes ya betri ya lithiamu-ion.Hili linaonekana hasa katika matoleo ya betri ya LiFePO4.Wao huongeza utulivu na conductivity na kuboresha aina ya vipengele vingine.
Siku hizi, betri za LiFePO4 zinapatikana kila mahali na zina programu mbalimbali, ikiwa ni pamoja na matumizi ya boti, mifumo ya jua na magari.Betri za LiFePO4 hazina cobalt na ni ghali kidogo kuliko njia mbadala nyingi.Haina sumu na ina maisha marefu ya rafu.
Maelezo ya Betri ya LFP
Chanzo
Utendaji wa Mifumo ya Kusimamia Betri katika Betri za LFP
Betri za LFP zinaundwa na zaidi ya seli zilizounganishwa;wana mfumo unaohakikisha kuwa betri inakaa ndani ya mipaka salama.Mfumo wa usimamizi wa betri (BMS) hulinda, hudhibiti na kufuatilia betri chini ya hali ya uendeshaji ili kuhakikisha usalama na kuongeza muda wa matumizi ya betri.
Utendaji wa Mifumo ya Kusimamia Betri katika Betri za LFP
Licha ya ukweli kwamba seli za phosphate za chuma za lithiamu zina uvumilivu zaidi, hata hivyo zinakabiliwa na overvoltage wakati wa malipo, ambayo hupunguza utendaji.Nyenzo zinazotumiwa kwa cathode zinaweza kuharibika na kupoteza uthabiti wake.BMS hudhibiti kila pato la seli na kuhakikisha kwamba kiwango cha juu cha voltage ya betri kinadumishwa.
Wakati vifaa vya elektroni vinapungua, Ukosefu wa umeme unakuwa wasiwasi mkubwa.Ikiwa voltage ya seli yoyote itashuka chini ya kizingiti fulani, BMS huondoa betri kutoka kwa saketi.Pia hutumika kama sehemu ya nyuma katika hali ya kupita kiasi na itazima utendakazi wake wakati wa mzunguko mfupi.
Betri za LiFePO4 dhidi ya Betri za Lithium-Ion
Betri za LiFePO4 hazifai kwa vifaa vinavyoweza kuvaliwa kama vile saa.Wana msongamano mdogo wa nishati kuliko betri nyingine yoyote ya lithiamu.Walakini, ni bora zaidi kwa mifumo ya nishati ya jua, RV, mikokoteni ya gofu, boti za bass, na pikipiki za umeme.
Moja ya faida kuu za betri hizi ni maisha yao ya mzunguko.
Betri hizi zinaweza kudumu zaidi ya mara 4 zaidi kuliko zingine.Wao ni salama zaidi na wanaweza kufikia kina cha hadi 100% cha kutokwa, ambayo ina maana kwamba wanaweza kutumika kwa muda mrefu zaidi.
Zifuatazo ni sababu nyingine kwa nini betri hizi ni mbadala bora kwa betri za Li-ion.
Gharama nafuu
Betri za LFP zimetengenezwa kwa chuma na fosforasi, zinazochimbwa kwa kiwango kikubwa, na ni za bei nafuu.Gharama ya betri za LFP inakadiriwa kuwa chini kwa asilimia 70 kwa kilo kuliko betri za NMC zenye nikeli nyingi.Utungaji wake wa kemikali hutoa faida ya gharama.Bei za chini kabisa za seli zilizoripotiwa za betri za LFP zilishuka chini ya $100/kWh kwa mara ya kwanza katika 2020.
Athari Ndogo ya Mazingira
Betri za LFP hazina nickel au cobalt, ambazo ni ghali na zina athari kubwa ya mazingira.Betri hizi zinaweza kuchajiwa tena jambo ambalo linaonyesha urafiki wao wa mazingira.
Kuboresha Ufanisi na Utendaji
Betri za LFP zinajulikana kwa mzunguko wao wa maisha marefu, na kuzifanya kuwa chaguo maarufu kwa programu zinazohitaji utoaji wa nguvu unaotegemewa na thabiti kwa wakati.Betri hizi hupata viwango vya kupoteza uwezo wa polepole kuliko betri nyingine za lithiamu-ioni, ambayo husaidia kuhifadhi utendakazi wao kwa muda mrefu.Zaidi ya hayo, wana voltage ya chini ya uendeshaji, na kusababisha upinzani mdogo wa ndani na kasi ya malipo / kutokwa kwa kasi.
Usalama na Uthabiti Ulioimarishwa
Betri za LFP ni thabiti katika hali ya joto na kemikali, kwa hivyo kuna uwezekano mdogo wa kulipuka au kushika moto.LFP inazalisha moja ya sita ya joto la NMC yenye utajiri wa nikeli.Kwa sababu dhamana ya Co-O ina nguvu zaidi katika betri za LFP, atomi za oksijeni hutolewa polepole zaidi ikiwa zina mzunguko mfupi au joto kupita kiasi.Zaidi ya hayo, hakuna lithiamu inayosalia katika seli zilizojazwa kikamilifu, na kuzifanya kuwa sugu kwa upotevu wa oksijeni ikilinganishwa na athari za joto zinazoonekana katika seli zingine za lithiamu.
Ndogo na Nyepesi
Betri za LFP ni karibu 50% nyepesi kuliko betri za lithiamu manganese oksidi.Ni nyepesi hadi 70% kuliko betri za asidi ya risasi.Unapotumia betri ya LiFePO4 kwenye gari, unatumia gesi kidogo na una ujanja zaidi.Pia ni ndogo na kompakt, hukuruhusu kuokoa nafasi kwenye skuta yako, mashua, RV, au programu ya viwandani.
Betri za LiFePO4 dhidi ya Betri zisizo za Lithium
Betri zisizo za lithiamu zina manufaa kadhaa lakini zina uwezekano wa kubadilishwa katikati ya muda kutokana na uwezo wa betri mpya za LiFePo4 kwani teknolojia ya zamani ni ghali na haifanyi kazi vizuri.
Betri za Asidi ya risasi
Betri za asidi ya risasi zinaweza kuonekana kuwa na gharama nafuu mwanzoni, lakini hatimaye kuwa ghali zaidi kwa muda mrefu.Hii ni kutokana na ukweli kwamba wanahitaji matengenezo ya mara kwa mara na uingizwaji.Betri ya LiFePO4 itadumu mara 2-4 tena bila matengenezo yanayohitajika.
Betri za Gel
Betri za gel, kama vile betri za LiFePO4, hazihitaji kuchaji mara kwa mara na hazipotezi chaji zinapohifadhiwa.Lakini betri za gel huchaji kwa kasi ndogo.Wanahitaji kukatwa muunganisho haraka iwezekanavyo ili kuepusha uharibifu.
Betri za AGM
Ingawa betri za AGM ziko katika hatari kubwa ya kuharibika chini ya uwezo wake wa 50%, betri za LiFePO4 zinaweza kuchajiwa kabisa bila hatari yoyote ya uharibifu.Pia, ni vigumu kuwaweka.
Maombi ya Betri za LiFePO4
Betri za LiFePO4 zina programu nyingi muhimu, zikiwemo
Boti za Uvuvi na Kayak: Unaweza kutumia muda mwingi juu ya maji kwa muda kidogo wa malipo na muda mrefu wa kukimbia.Uzito mdogo hutoa utunzaji rahisi na kasi ya kasi wakati wa mashindano ya juu ya uvuvi.
Scooters za uhamaji na mopeds: Hakuna uzito uliokufa wa kukupunguza kasi.Chaji chaji ya betri yako hadi chini ya uwezo kamili kwa safari za moja kwa moja bila kuiharibu.
Mipangilio ya miale ya jua: Beba betri za LiFePO4 nyepesi popote pale maisha yanakupeleka (hata juu ya mlima au nje ya gridi ya taifa) ili kutumia nishati ya jua.
Matumizi ya kibiashara: Hizi ndizo betri za lithiamu zilizo salama zaidi na ngumu zaidi zinazozifanya ziwe bora kwa matumizi ya viwandani kama vile mashine za sakafu, milango ya kuinua na mengineyo.
Zaidi ya hayo, betri za lithiamu iron phosphate huwasha vifaa vingine vingi kama vile tochi, sigara za kielektroniki, vifaa vya redio, taa za dharura na vitu vingine.
Uwezekano wa Utekelezaji wa LFP wa Wid-Scale
Ingawa betri za LFP ni za bei ya chini na thabiti zaidi kuliko mbadala, msongamano wa nishati umekuwa kikwazo kikubwa kwa kupitishwa kwa kuenea.Betri za LFP zina msongamano mdogo sana wa nishati, kati ya 15 na 25%.Hata hivyo, hali hii inabadilika kwa kutumia elektroni nene kama zile zinazotumika katika Model 3 iliyotengenezwa na Shanghai, ambayo ina msongamano wa nishati wa 359Wh/lita.
Kwa sababu ya mzunguko mrefu wa maisha wa betri za LFP, zina uwezo zaidi kuliko betri za Li-ion za uzani unaolinganishwa.Hii inamaanisha kuwa msongamano wa nishati wa betri hizi utafanana zaidi kwa wakati.
Kizuizi kingine cha kupitishwa kwa wingi ni kwamba Uchina imetawala soko kwa sababu ya idadi kubwa ya hataza za LFP.Wakati hataza hizi zinaisha, kuna uvumi kwamba uzalishaji wa LFP, kama vile utengenezaji wa magari, utajanibishwa.
Watengenezaji wakubwa wa kiotomatiki kama vile Ford, Volkswagen, na Tesla wanazidi kutumia teknolojia kwa kuchukua nafasi ya uundaji wa nikeli au kobalti.Tangazo la hivi karibuni la Tesla katika sasisho lake la robo mwaka ni mwanzo tu.Tesla pia alitoa sasisho fupi juu ya pakiti yake ya betri 4680, ambayo itakuwa na msongamano mkubwa wa nishati na anuwai.Inawezekana pia kwamba Tesla itatumia ujenzi wa “seli-to-pack” ili kubana seli zaidi na kushughulikia msongamano mdogo wa nishati.
Licha ya umri wake, LFP na kupunguzwa kwa gharama za betri kunaweza kuwa muhimu katika kuharakisha upitishaji wa EV kwa wingi.Kufikia 2023, bei ya lithiamu-ioni inatarajiwa kuwa karibu $100/kWh.LFP zinaweza kuwezesha watengenezaji otomatiki kusisitiza mambo kama vile urahisishaji au muda wa kuchaji tena badala ya bei tu.
Muda wa kutuma: Aug-10-2022