Baterie LFP

Środki skrótu LFP Lit-fer-fosforan (W języku angielskim fosforan żelaza litu, znany również pod chemicznym terminem LifePo4). Te słowa opisują skład chemiczny akumulatora, który różni się od składu zwykłego baterii litowo-jonowej.

Co to jest bateria LFP?

Oprócz akumulatorów litowo-jonowych nowy rodzaj akumulatorów jest cicho instalowany na rynku pojazdów elektrycznych, LFP; Ale czym jest bateria LFP?

Chociaż pojazdy elektryczne wykazały swoją żywotność w sprawie, producenci starają się jednak pod każdym względem poprawić akumulatory, dzięki czemu są one bardziej wydajne, bardziej trwałe, tańsze w produkcji, a przede wszystkim mniej zanieczyszczające w momencie budowy obiecując większą autonomię konsumentom.

Jednym z najbardziej znaczących postępów w ewolucji baterii był rozwój i marketing Baterie LFP Aby wymienić akumulatory litowo-jonowe, te, które obecnie dostarczają zdecydowaną większość pojazdów elektrycznych na naszych drogach.

Co to jest bateria LFP?

Środki skrótu LFP Lit-fer-fosforan (W języku angielskim fosforan żelaza litu, znany również pod chemicznym terminem LifePo4). Te słowa opisują skład chemiczny akumulatora, który różni się od składu zwykłego baterii litowo-jonowej.

Pierwsze próby użycia cząstek LifePo4 W składzie baterii pochodzi z 1996 roku. Był inżynierem chemii Padhi i Al w Electrochemical Society (EMS) w New Jersey, który dokonał tego pierwszego odkrycia.

Odkrył jednak, że cząstki LifePo4 miały bardzo słabą przewodność elektryczną, a tym samym spowolniły marketing akumulatora LFP. W tym czasie konsensus był zatem, że tego rodzaju bateria nie mogła konkurować z gęstością energii baterii litowo-jonowej.

• Aby przeczytać: Ford wkrótce będzie sprzedawał akumulatory LFP
• Przeczytać: Terminologia samochodu elektrycznego

Jednak to Michel Armand, naukowiec i francuski profesor, były pracownik hydro-québec, który, używając swoich współpracowników, zdał sobie sprawę, że jeśli dodał nanorurki węglowe do cząstek życia i zmniejszyliby cząstki wielkości, moglibyśmy zatem zrekompensować problemy związane z przewodnością przewodności.

Inni badacze pracowali również nad opracowaniem akumulatorów LFP, takich jak jeszcze Ming Chiang, inżynier chemii tajwańskiego pochodzenia. Rozwinął pomysł wykorzystania akcji dopingowej dla półprzewodników, co pomogło zwiększyć przewodność akumulatora LFP.

Jakie samochody elektryczne są wyposażone w akumulator LFP?

Dzisiaj, ze względu na zainteresowanie dużych producentów produkcją akumulatorów dla ich niższych kosztów pojazdów elektrycznych, bateria LFP jest podlegająca popularności. Tesla był pierwszym producentem, który skonfigurował go w swoim modelu 3 w 2021 r., Podczas gdy inni producenci, tacy jak Mercedes-Benz i Ford, planują przejść do tego rodzaju baterii. To zainteresowanie dużych producentów stymulowało rozwój tego rodzaju baterii.

Jak działa bateria LFP w odniesieniu do baterii litowo-jonowej?

Główne rozróżnienie między baterią LFP a zwykłą akumulatorami litowo-jonowymi (NCM/Nickel-Cobalt Mangan lub NCA/Nickel-Cobalt Aluminium) opiera się głównie w składzie chemicznym katody. Zamiast używać metali takich jak kobalt, nikiel lub mangan, raczej priorytetem będzie żelazo.

Dlatego ważne jest, aby określić, że akumulator LFP zawiera również jony litowe wewnątrz elektrolitu. W rzeczywistości oprócz składu chemicznego katody, akumulator LFP działa dokładnie w taki sam sposób, jak akumulator litowo-jonowy. Fizycznie jest prawie identyczny.

Zatem w użyciu jest ładowany w ten sam sposób i daje właścicielowi takie samo wrażenia, z wyjątkiem faktu, że bateria ta może być stale naładowana na 100 % bez wykazania oznak przedwczesnej degradacji, to znaczy powiedz utratę autonomii lub spowolnienie prędkości do ładowania.

Jakie są zalety i wady akumulatora LFP?

100 % ładowanie jest jedną z głównych zalet baterii LFP, ponieważ ta praktyka nie powoduje przedwczesnej degradacji, jak ma to miejsce w przypadku baterii litowo-jonowej. Istnieje również fakt, że bateria LFP jest bardziej trwała z kilkoma cyklami ładowania. Na przykład, jeśli najtrwalsze akumulatory litowo-jonowe oferują do 1500 cykli ładowania, akumulator LFP może osiągnąć do 2000 cykli.

Następnie istnieje jego skład chemiczny, który umożliwia zmniejszenie jego zależności od kontrowersyjnych materiałów, takich jak kobalt i nikiel. Żelazo jest nie tylko łatwiejsze do wydobycia, a zatem mniej zanieczyszczenia, gdy jest to ekstrakcja, ale łatwiej jest również poddać recyklingowi, co pozwala bateriom łatwo wejść do istniejących procesów recyklingu. Istnieje wtedy koszt tego metalu, który jest wyraźnie niższy i pozwala producentom obniżyć koszty produkcji w momencie budowy baterii.

Czy akumulator LFP oferuje większą autonomię niż bateria litowo-jonowa?

Z drugiej strony gęstość energii akumulatora LFP, to znaczy jej zdolność do dłuższego przechowywania energii w zależności od jej wielkości (mierzonej w WATTHEURS/Kilo), jest znacznie niższa niż w akumulatorach litowo-jonowych niklu litowo-jonowego. Jako odniesienie, najlepsze akumulatory litowo-jonowe osiągają gęstość energii 325 Watheure/kilogram. Z drugiej strony bateria LFP, obecnie ogranicza około 150 Watthers/Kilo.

Jednak ta rzeczywistość zmusza producentów samochodów do wykonania baterii, której pojemność jest wyższa, aby osiągnąć tę samą autonomię. Tesla Model 3 jest doskonałym przykładem. Stary model miał baterię litowo-jonową o pojemności 53 kilowatowej godziny, podczas gdy obecny model wyposażony w baterię LFP jego pojemność wzrasta do 60 kilowatów godzin. Wreszcie, ze względu na skład żelaza, akumulator LFP jest znacznie cięższy niż bateria litowo-jonowa nikiel, co przyczynia się do zwiększenia masy netto pojazdu.

Jednak niedawne postępy w aerodynamice pojazdów elektrycznych i oprogramowaniu do zarządzania energią, w szczególności dzięki pomocy sztucznej inteligencji pozwalają samochodom na pokonanie tych problemów. Jako dowód, pomimo baterii, która jest mniej gęsta energetycznie, Tesla nadal zdołała wydobyć więcej autonomii z modelu 3, co pozwoliło jej przejść od 400 do 438 kilometrów.

Baterie LFP

Pojawił się w 1996 roku, technologia litowo -fosforanu (o nazwie LFP lub LifePo4) wypiera inne technologie akumulatorów ze względu na swoje zasoby techniczne i bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa.

Ze względu na wysoką gęstość mocy technologia jest wykorzystywana w zastosowaniach trakcji średniej mocy (robotyka, AGV, e-mobilność, dostawa ostatniego kilometra itp.) lub ciężka przyczepność (przyczepność morska, pojazdy przemysłowe itp.))

Długa żywotność LFP i możliwość głębokiego jazdy na rowerze umożliwiają korzystanie z LifePo4 w aplikacjach do magazynowania energii (aplikacje autonomiczne, systemy poza grupą, samokonres z baterią) lub magazynowanie stacjonarne w ogóle.

Główne aktywa żelaza z fosforanu litu:

• Niezwykle bezpieczna technologia (bez zjawisk termicznych niekontrolowanych)
• Kalendarz żywotność> 10 lat
• Liczba cykli: od 2000 do kilku tysięcy (patrz Abaque poniżej)
• Bardzo niska toksyczność środowiska (stosowanie żelaza, grafitu i fosforanu)
• Bardzo dobra odporność na temperaturę (do 70 ° C)
• Bardzo niski opór wewnętrzny. Stabilność, nawet zmniejszanie się podczas cykli.
• Stała moc w całym zakresie rozładowania
• Łatwy recykling

Liczba cykli oszacowanych dla technologii żelaza z fosforanu litowego (LifePo4)

Technologia LFP to ta, która umożliwia największą liczbę cykli obciążenia / rozładowania. To jest powód, dla którego ta technologia jest przyjmowana głównie w stacjonarnych systemach magazynowania energii (konsumpcja, poza siecią, UPS, pomoc itp.) w przypadku aplikacji wymagających znacznej żywotności.
Liczba rzeczywistych cykli, które można przeprowadzić, zależy od kilku czynników:

• Jakość komórek litowych
• Moc wyładowania mierzona w Skrzynia (Np.: Moc 1/2 c w w = 1/2 razy pojemność baterii w WH. W przypadku baterii 1 kWh rozładowanej przy 2 kW mówi się, że szybkość rozładowania wynosi 2c)
• Głębokość rozładowania (DOD)
• Środowisko: temperatura, wilgotność itp.

Abacus poniżej reprezentuje liczbę oszacowanych cykli dla naszych ogniw akumulatorów żelaza litowego (LFP, LifePo4) w funkcji mocy rozładowania i DoD. Warunki testowe są warunkami laboratorium (stała temperatura 25 ° C, moc obciążenia i stałe rozładowanie).

W środowisku standardowym, a dla cykli wykonanych w 1C, abakus daje oszacowanie liczby cykli dla LFP:

Na końcu liczby wykonanego cyklu, Baterie nadal mają nominalną pojemność większe niż 80% pierwotnej pojemności.

• Ograniczenia baterii ołowiowych
• Zalety litowo-jonu
• Porównanie techniczne baterie litowo-jonowe vs
• Badanie kosztów litowo-jonowych w porównaniu do baterii ołowiowych
• Bezpieczeństwo baterii litowo-jonowej
• Technologia żelaza z fosforanu litowego (LifePo4 lub LFP)
• Zmierz stan obciążenia (SOC) baterii litowo-jonowej

Powyższy artykuł jest wyłączną właściwością systemów Powertech.
Reprodukcja zabroniona bez upoważnienia.