باتری های LFP

مخفف LFP به معنای لیتیوم تر-فسفات (به زبان انگلیسی ، فسفات آهن لیتیوم ، که تحت عنوان شیمیایی LifePO4 نیز شناخته می شود). این کلمات ترکیب شیمیایی باتری را توصیف می کنند که با یک باتری لیتیوم یون معمولی متفاوت است.

باتری LFP چیست?

علاوه بر باتری های لیتیوم یون ، نوع جدیدی از باتری ها بی سر و صدا در بازار وسایل نقلیه برقی ، LFP نصب می شوند. اما باتری LFP چیست?

اگرچه وسایل نقلیه الکتریکی زنده ماندن خود را در این مورد نشان داده اند ، اما با این وجود تولید کنندگان سعی می کنند باتری ها را بهبود بخشند تا هر دو کارآمدتر ، ماندگارتر ، تولید ارزان تر باشند و مهمتر از همه ، در زمان ساخت و ساز خود آلاینده کمتری دارند نوید استقلال بیشتر به مصرف کنندگان.

یکی از برجسته ترین پیشرفت ها در تکامل باتری ها ، توسعه و بازاریابی بود باتری های LFP برای جایگزینی باتری های لیتیوم یون ، آنهایی که در حال حاضر اکثریت قریب به اتفاق وسایل نقلیه برقی را در جاده های ما تأمین می کنند.

باتری LFP چیست?

مخفف LFP به معنای لیتیوم تر-فسفات (به زبان انگلیسی ، فسفات آهن لیتیوم ، که تحت عنوان شیمیایی LifePO4 نیز شناخته می شود). این کلمات ترکیب شیمیایی باتری را توصیف می کنند که با یک باتری لیتیوم یون معمولی متفاوت است.

اولین تلاش برای استفاده از ذرات رفیق 4 در ترکیب باتری به سال 1996 باز می گردد. او مهندس شیمی Padhi و Al در انجمن الکتروشیمیایی (EMS) ، در نیوجرسی بود که این اولین کشف را انجام داده بود.

با این حال ، او دریافت که ذرات LifePo4 دارای هدایت الکتریکی بسیار ضعیفی هستند و بنابراین بازاریابی باتری LFP را کند می کنند. در آن زمان اجماع این بوده است که این نوع باتری نمی تواند با چگالی انرژی باتری لیتیوم یون رقابت کند.

• برای خواندن: فورد به زودی باتری های LFP را به بازار عرضه می کند
• برای خواندن: اصطلاحات ماشین برقی

با این حال میشل آرماند ، دانشمند و استاد فرانسوی ، کارمند سابق هیدرو-کبک است که با استفاده از همکاران خود متوجه شد که اگر نانولوله های کربن را به ذرات Lifepo اضافه کرده و ذرات اندازه را کاهش می دهد ، ما می توانیم مشکلات هدایت را جبران کنیم.

محققان دیگر نیز برای توسعه باتری های LFP ، مانند هنوز هم مینگ چیانگ ، مهندس شیمی با منشاء تایوانی تلاش کرده اند. وی ایده استفاده از عمل دوپینگ برای نیمه هادی ها را پیش برد ، که به افزایش هدایت باتری LFP کمک کرد.

چه اتومبیل های برقی مجهز به باتری LFP هستند?

امروزه به دلیل علاقه تولید کنندگان بزرگ در ساخت باتری برای وسایل نقلیه برقی با هزینه کمتری ، باتری LFP در حال محبوبیت است. تسلا اولین تولید کننده ای بود که آن را در مدل 3 خود در سال 2021 تنظیم کرد ، در حالی که سایر تولید کنندگان ، مانند مرسدس بنز و فورد ، قصد دارند به این نوع باتری ها حرکت کنند. این علاقه تولید کنندگان بزرگی بود که توسعه این نوع باتری ها را تحریک کرده است.

چگونه باتری LFP با توجه به باتری لیتیوم یون کار می کند?

تمایز اصلی بین باتری LFP و یک باتری لیتیوم یون معمولی (منگنز NCM/نیکل-کبالت یا آلومینیوم NCA/نیکل-کبالت) عمدتاً در ترکیب شیمیایی کاتد استوار است. به جای استفاده از فلزاتی مانند کبالت ، نیکل یا منگنز ، ما ترجیح می دهیم آهن را در اولویت قرار دهیم.

بنابراین مهم است که مشخص کنیم که یک باتری LFP نیز حاوی یون های لیتیوم در داخل یک الکترولیت است. در حقیقت ، علاوه بر ترکیب شیمیایی کاتد ، باتری LFP دقیقاً به همان روش باتری لیتیوم یون کار می کند. از نظر جسمی تقریباً یکسان است.

بنابراین ، در حال استفاده ، به همان روش شارژ می شود و همان تجربه را به صاحب خود می دهد ، به استثنای این واقعیت که این باتری را می توان به طور مداوم در 100 ٪ شارژ کرد بدون اینکه علائم تخریب زودرس را نشان دهد. از دست دادن استقلال یا کندی در سرعت شارژ بگویید.

مزایا و مضرات باتری LFP چیست?

شارژ 100 ٪ یکی از مهمترین مزایای باتری LFP است ، زیرا این عمل باعث تخریب زودرس نمی شود ، همانطور که در مورد باتری لیتیوم یون وجود دارد. همچنین این واقعیت وجود دارد که باتری LFP با چندین چرخه شارژ ماندگار است. به عنوان مثال ، اگر ماندگارترین باتری های لیتیوم یون حداکثر 1500 چرخه شارژ را ارائه دهند ، باتری LFP می تواند به 2000 چرخه برسد.

سپس ترکیب شیمیایی آن وجود دارد که باعث می شود وابستگی آن به مواد بحث برانگیز مانند کبالت و نیکل کاهش یابد. استخراج آهن نه تنها آسان تر می شود و بنابراین در هنگام استخراج آلاینده کمتر آلاینده است ، بلکه بازیافت آن نیز آسان تر است ، که به باتری ها اجازه می دهد تا به راحتی وارد فرآیندهای بازیافت موجود شوند. پس از آن هزینه این فلز وجود دارد که به وضوح پایین است و به تولید کنندگان این امکان را می دهد تا در زمان ساخت باتری ، هزینه های تولید خود را کاهش دهند.

آیا باتری LFP خودمختاری بیشتری نسبت به باتری لیتیوم یون ارائه می دهد?

از طرف دیگر ، چگالی انرژی یک باتری LFP ، یعنی توانایی آن در ذخیره انرژی بیشتر بسته به اندازه آن (اندازه گیری شده در واتورس/کیلو) ، بسیار پایین تر از باتری های نیکل لیتیوم یون است. به عنوان مرجع ، بهترین باتری های لیتیوم یون به چگالی انرژی 325 واتور/کیلو می رسند. از طرف دیگر ، باتری LFP در حال حاضر حدود 150 Watthers/ilo را در می آورد.

با این حال ، این واقعیت تولید کنندگان خودرو را وادار می کند تا باتری را بسازند که ظرفیت آن بیشتر باشد تا به همان استقلال برسد. Tesla Model 3 نمونه کاملی است. مدل قدیمی دارای باتری لیتیوم یون با ظرفیت 53 کیلووات ساعت بود ، در حالی که مدل فعلی مجهز به باتری LFP است که ظرفیت آن به 60 کیلووات ساعت افزایش می یابد. سرانجام ، به دلیل ترکیب مبتنی بر آهن ، باتری LFP بسیار سنگین تر از باتری لیتیوم یون نیکل است که به افزایش توده خالص وسیله نقلیه کمک می کند.

با این حال ، پیشرفت اخیر در آیرودینامیک وسایل نقلیه برقی و نرم افزار مدیریت انرژی ، به ویژه به کمک هوش مصنوعی ، به ویژه ، به اتومبیل ها اجازه می دهد تا بر این مشکلات غلبه کنند. به عنوان اثبات ، علی رغم باتری که از نظر انرژی کمتری متراکم است ، تسلا هنوز موفق به استخراج استقلال بیشتر از مدل 3 شد ، که به او اجازه می داد از 400 تا 438 کیلومتر برود.

باتری های LFP

در سال 1996 ظاهر شد ، فناوری لیتیوم فرو فسفات (همچنین به نام LFP یا LifePo4) به دلیل دارایی های فنی و ایمنی بسیار بالایی از فناوری های باتری دیگر استفاده می کند.

با توجه به چگالی قدرت بالا ، این فناوری در برنامه های کشش قدرت متوسط ​​(روباتیک ، AGV ، تحرک الکترونیکی ، تحویل کیلومتر آخر و غیره استفاده می شود.) یا کشش سنگین (کشش دریایی ، وسایل نقلیه صنعتی و غیره.)

طول عمر طولانی LFP و امکان دوچرخه سواری عمیق باعث می شود استفاده از LifePO4 در برنامه های ذخیره انرژی (برنامه های خودمختار ، سیستم های خارج از گروه ، خودبردی با باتری) یا ذخیره سازی ثابت به طور کلی استفاده شود.

دارایی های اصلی آهن لیتیوم فسفات:

• فناوری بسیار ایمن (بدون پدیده حرارتی فراری)
• طول عمر تقویم> 10 سال
• تعداد چرخه ها: از سال 2000 تا چند هزار نفر (به آبه در زیر مراجعه کنید)
• سمیت بسیار کم برای محیط زیست (استفاده از آهن ، گرافیت و فسفات)
• مقاومت در برابر دمای بسیار خوب (حداکثر 70 درجه سانتیگراد)
• مقاومت داخلی بسیار کم. ثبات ، حتی در طول چرخه کاهش می یابد.
• قدرت ثابت در محدوده تخلیه
• بازیافت آسان

تعداد چرخه های تخمین زده شده برای فناوری آهن لیتیوم فسفات (LifePO4)

فناوری LFP همان چیزی است که بیشترین تعداد چرخه بار / تخلیه را فراهم می کند. این به همین دلیل است که این فناوری عمدتاً در سیستم های ذخیره انرژی ثابت اتخاذ می شود (خود کار ، خارج از شبکه ، UPS ، کمک و غیره.) برای برنامه هایی که نیاز به طول عمر قابل توجهی دارند.
تعداد چرخه های واقعی که می تواند انجام شود بستگی به چندین عامل دارد:

• کیفیت سلول لیتیوم
• قدرت تخلیه اندازه گیری شده در میزان C (مثال: قدرت 1/2 درجه سانتیگراد در W = 1/2 برابر ظرفیت باتری در WH. برای یک باتری 1 کیلووات ساعت که در 2 کیلو وات تخلیه شده است ، گفته می شود که میزان تخلیه 2C است)
• عمق تخلیه (وزارت دفاع)
• محیط: دما ، رطوبت و غیره.

چرتکه زیر تعداد چرخه های تخمین زده شده برای سلولهای باتری آهن لیتیوم فسفات ما (LFP ، LifePO4) را به عنوان تابعی از قدرت تخلیه و DOD نشان می دهد. شرایط آزمایش مربوط به آزمایشگاه (دمای ثابت 25 درجه سانتیگراد ، قدرت بار و تخلیه ثابت) است.

در محیط استاندارد و برای چرخه های ساخته شده در 1C ، چرتکه تخمین هایی از تعداد چرخه های LFP را ارائه می دهد:

در پایان تعداد چرخه ساخته شده, باتری ها هنوز از ظرفیت اسمی برخوردار هستند بیشتر از 80 ٪ از ظرفیت اصلی.

• محدودیت باتری های سرب
• مزایای لیتیوم یون
• مقایسه فنی لیتیوم-یون در مقابل باتری های سرب
• مطالعه هزینه لیتیوم یون در مقابل باتری های سرب
• ایمنی باتری لیتیوم یون
• فناوری آهن لیتیوم فسفات (LifePO4 یا LFP)
• حالت بارگذاری (SOC) یک باتری لیتیوم یون را اندازه گیری کنید

مقاله فوق ویژگی انحصاری سیستم های Powertech است.
تولید مثل بدون مجوز ممنوع است.