Tesla компаниясенең 2021 елның 3 нче кварталы отчетларында үз машиналарында яңа стандарт буларак LiFePO4 батареяларына күчү турында игълан ителде. Әмма LiFePO4 батареялары нәрсә ул?
НЬЮ-ЙОРК, НЬЮ-ЙОРК, АКШ, 2022 елның 26 мае /EINPresswire.com / — Алар Li-Ion батареяларына яхшырак альтернативамы? Бу батареялар башка батареялардан ничек аерылып тора?
LiFePO4 батареяларына кереш
Литий тимер фосфаты (LFP) батареясы - тизрәк зарядлау һәм разрядлау тизлегенә ия литий-ионлы батарея. Ул катод буларак LiFePO4 һәм анод буларак металлик нигезле графит углерод электроды булган кабат зарядлана торган батарея.
LiFePO4 батареялары литий-ион батареяларына караганда түбәнрәк энергия тыгызлыгына һәм түбәнрәк эш көчәнешенә ия. Аларның разряд тизлеге түбән, горизонталь кәкреләр бар һәм алар литий-ионга караганда куркынычсызрак. Бу батареялар шулай ук литий феррофосфат батареялары буларак та билгеле.
LiFePO4 батареяларын уйлап табу
LiFePO4 батареяларын Джон Б. Гуденаф һәм Арумугам Мантирам уйлап тапканнар. Алар литий-ион батареяларында кулланыла торган материалларны беренчеләрдән булып билгеләгәннәр. Анод материаллары литий-ион батареялары өчен идеаль түгел, чөнки алар тиз арада кыска ялганышка бирешүчән.
Галимнәр катод материалларының литий-ионлы батарея катодларына караганда яхшырак булуын ачыкладылар. Бу, бигрәк тә, LiFePO4 батарея вариантларында сизелә. Алар тотрыклылыкны һәм үткәрүчәнлекне арттыра, шулай ук башка төрле аспектларны яхшырта.
Бүгенге көндә LiFePO4 батареялары һәркайда очрый һәм алар төрле кулланылышка ия, шул исәптән көймәләрдә, кояш системаларында һәм транспорт чараларында. LiFePO4 батареялары кобальтсыз һәм күпчелек альтернативаларга караганда арзанрак. Алар токсик түгел һәм озаграк саклана.
LFP батареясының характеристикалары -
LFP батареяларында батарея белән идарә итү системаларының функциясе
LFP батареялары тоташтырылган күзәнәкләрдән генә тормый; аларда батареяның куркынычсыз чикләрдә калуын тәэмин итүче система бар. Батарея белән идарә итү системасы (BMS) куркынычсызлыкны тәэмин итү һәм батареяның гомерен озайту өчен эш шартларында батареяны саклый, контрольдә тота һәм күзәтә.
LFP батареяларында батарея белән идарә итү системаларының функциясе -
Литий тимер фосфаты элементлары чыдамрак булса да, алар зарядка вакытында артык көчәнешкә бирешәләр, бу исә җитештерүчәнлекне киметә. Катод өчен кулланылган материал начарланырга һәм тотрыклылыгын югалтырга мөмкин. BMS һәр элементның чыгышын көйли һәм батареяның максималь көчәнешен саклап калуны тәэмин итә.
Электрод материаллары начарланган саен, көчәнеш кимү җитди проблемага әйләнә. Әгәр дә берәр элементның көчәнеше билгеләнгән чиктән түбән төшсә, BMS батареяны чылбырдан аера. Ул шулай ук артык ток шартларында терәк булып хезмәт итә һәм кыска ялганыш вакытында аның эшен туктата.
LiFePO4 батареялары һәм литий-ион батареялары
LiFePO4 батареялары сәгатьләр кебек киелә торган җайланмалар өчен яраклы түгел. Аларның энергия тыгызлыгы башка литий батареяларына караганда түбәнрәк. Ләкин алар кояш энергиясе системалары, автофургоннар, гольф арбалары, басс-катерлар һәм электр мотоцикллары өчен иң яхшысы.
★Бу батареяларның төп өстенлекләренең берсе - аларның эшләү циклы.
Бу батареялар башкаларга караганда 4 тапкырдан артык озаграк эшли ала. Алар куркынычсызрак һәм 100% кадәр разряд тирәнлегенә ирешә ала, бу аларны озаграк вакыт кулланырга мөмкинлек бирә.
Түбәндә бу батареяларның ни өчен Li-ion батареяларына яхшырак альтернатива булуының өстәмә сәбәпләре китерелгән.
★Түбән бәя
LFP батареялары тимер һәм фосфордан тора, алар бик зур күләмдә казып алына һәм арзан. LFP батареяларының бәясе никельгә бай NMC батареяларына караганда кг өчен 70 процентка кадәр түбәнрәк дип исәпләнә. Аның химик составы чыгымнар өчен өстенлек бирә. LFP батареяларының иң түбән бәяләр 2020 елда беренче тапкыр 100 доллар/кВт/сәг тан түбән төште.
★Әйләнә-тирә мохиткә кечкенә йогынты
LFP батареяларында никель яки кобальт юк, алар кыйммәт һәм әйләнә-тирә мохиткә зур йогынты ясый. Бу батареялар кабат зарядлана, бу аларның экологик яктан чиста булуын күрсәтә.
★Нәтиҗәлелек һәм эшчәнлек яхшырды
LFP батареялары озын гомер циклы белән билгеле, шуңа күрә алар вакыт узу белән ышанычлы һәм тотрыклы энергия чыгаруны таләп итә торган кушымталар өчен популяр сайлау булып тора. Бу батареялар башка литий-ион батареяларына караганда сыйдырышлык югалту тизлеген акрынрак кичерә, бу аларның озак вакытлы эшчәнлеген сакларга ярдәм итә. Моннан тыш, аларның эш көчәнеше түбәнрәк, бу эчке каршылыкның кимүенә һәм зарядка/разрядка тизлегенең артуына китерә.
★Иминлек һәм тотрыклылыкның көчәйтелүе
LFP батареялары термик һәм химик яктан тотрыклы, шуңа күрә аларның шартлау яки яну ихтималы азрак. LFP никельгә бай NMC җылылыгының алтыдан бер өлешен җитештерә. LFP батареяларында Co-O бәйләнеше ныграк булганлыктан, кислород атомнары кыска ялганыш яки артык кызу булганда әкренрәк аерыла. Моннан тыш, тулы зарядланган күзәнәкләрдә литий калмый, бу аларны башка литий күзәнәкләрендә күзәтелгән экзотермик реакцияләр белән чагыштырганда кислород югалтуга бик чыдам итә.
★Кечкенә һәм җиңел
LFP батареялары литий-марганец оксиды батареяларына караганда якынча 50% җиңелрәк. Алар кургаш-кислота батареяларына караганда 70% кадәр җиңелрәк. Транспорт чарасында LiFePO4 батареясын кулланганда, сез азрак бензин кулланасыз һәм күбрәк маневр ясый аласыз. Алар шулай ук кечкенә һәм компакт, бу сезгә скутерда, көймәдә, RVда яки сәнәгать куллануында урынны экономияләргә мөмкинлек бирә.
LiFePO4 батареялары һәм литий булмаган батареялар
Литий булмаган батареяларның берничә өстенлеге бар, ләкин яңа LiFePo4 батареяларының потенциалын исәпкә алып, аларны урта вакытлы перспективада алыштыру ихтималы зур, чөнки иске технологияләр кыйммәтрәк һәм нәтиҗәлерәк түгел.
☆Кургаш кислотасы аккумуляторлары
Башта кургаш-кислота аккумуляторлары чыгым ягыннан отышлы булып күренергә мөмкин, ләкин озак вакытлы перспективада алар кыйммәтрәк була. Бу аларга ешрак хезмәт күрсәтү һәм алыштыру кирәк булуы белән бәйле. LiFePO4 аккумуляторы хезмәт итү вакытын 2-4 тапкыр озаграк дәвам итәчәк, хезмәт күрсәтү кирәк түгел.
☆Гель батареялары
Гель батареялары, LiFePO4 батареялары кебек үк, еш зарядлауны таләп итмиләр һәм саклаганда зарядларын югалтмыйлар. Ләкин гель батареялары акрынрак тизлектә зарядлана. Ватылудан саклану өчен, аларны тулысынча зарядлау белән аерырга кирәк.
☆AGM аккумуляторлары
AGM батареялары 50% тан түбән сыйдырышлыкта бозылу куркынычы югары булса да, LiFePO4 батареялары зыян күрү куркынычы булмыйча тулысынча зарядсызланырга мөмкин. Моннан тыш, аларны эшләтеп тору авыр.
LiFePO4 батареялары өчен кулланылышлар
LiFePO4 батареяларының күп кыйммәтле кулланылышлары бар, шул исәптән
●Балык тоту көймәләре һәм байдаркалар: Сез суда күбрәк вакыт үткәрә аласыз, зарядлау вакыты азрак һәм озынрак. Азрак авырлык җиңелрәк идарә итүне тәэмин итә һәм зур куркынычлы балык тоту ярышлары вакытында тизлекне киметә.
●Хәрәкәтле скутерлар һәм мопедлар: Сезне әкренәйтәчәк үле йөк юк. Аккумуляторга зыян китермичә, үзеннән-үзе сәяхәтләр өчен, аны тулы сыйдырышлыктан кимрәк зарядлагыз.
●Кояш энергиясе конфигурацияләре: Кояш энергиясен файдалану өчен, тормыш сезне кая алып барса да (хәтта тауга менгән яки челтәрдән читтә дә) җиңел LiFePO4 батареяларын йөртегез.
●Коммерция максатларында куллану: Болар иң куркынычсыз һәм иң нык литий батареялары, шуңа күрә алар сәнәгать кушымталары, мәсәлән, идән машиналары, күтәргеч капкалар һ.б. өчен идеаль.
Моннан тыш, литий тимер фосфат батареялары фонарьлар, электрон сигаретлар, радио җиһазлары, авария яктыртулары һәм башка күп кенә башка җайланмаларны эшләтә.
Киң масштаблы LFP гамәлгә ашыру мөмкинлекләре
LFP батареялары альтернатив батареяларга караганда арзанрак һәм тотрыклырак булса да, энергия тыгызлыгы киң таралуга зур киртә булып тора. LFP батареяларының энергия тыгызлыгы күпкә түбәнрәк, ул 15-25% арасында. Ләкин бу хәл Шанхайда җитештерелгән Model 3 кебек калынрак электродлар ярдәмендә үзгәрә, аларның энергия тыгызлыгы литрына 359 Вт/сәг тәшкил итә.
LFP батареяларының озын гомер циклы аркасында, аларның сыйдырышлыгы охшаш авырлыктагы Li-ion батареяларына караганда зуррак. Бу вакыт узу белән бу батареяларның энергия тыгызлыгы охшашрак булачак дигән сүз.
Күпләп куллануга тагын бер киртә - Кытайның LFP патентларының күп булуы аркасында базарда өстенлек итүе. Бу патентларның вакыты беткәч, LFP җитештерү, автомобиль җитештерү кебек үк, локальләштереләчәк дигән фаразлар бар.
Ford, Volkswagen һәм Tesla кебек зур автомобиль җитештерүчеләр никель яки кобальт формулаларын алыштыру юлы белән бу технологияне кулланалар. Tesla компаниясенең квартал яңартуындагы соңгы игъланы - бары тик башлангыч кына. Tesla шулай ук югарырак энергия тыгызлыгына һәм диапазонына ия булачак 4680 батарея блогы турында кыскача яңарту бирде. Tesla шулай ук күбрәк элементларны конденсацияләү һәм түбән энергия тыгызлыгына туры килү өчен "күзәнәктән пакетка" конструкциясен кулланачак.
Яшь булуына карамастан,LFPһәм аккумулятор бәяләренең кимүе электромобильләрне күпләп куллануны тизләтүдә бик мөһим булырга мөмкин. 2023 елга литий-ион бәяләре кВт/сәг 100 долларга якын булыр дип көтелә. LFPлар автомобиль җитештерүчеләргә бәягә генә түгел, ә уңайлылык яки зарядка вакыты кебек факторларга басым ясарга мөмкинлек бирә ала.
Бастырылган вакыты: 2022 елның 24 июне