Batri LiFePO4

Cyhoeddodd adroddiadau trydydd chwarter 2021 Tesla drawsnewidiad i fatris LiFePO4 fel y safon newydd yn ei gerbydau. Ond beth yn union yw batris LiFePO4?

NEW YORK, NEW YORK, UDA, Mai 26, 2022 /EINPresswire.com / — A ydyn nhw'n ddewis arall gwell na batris Li-Ion? Sut mae'r batris hyn yn wahanol i fatris eraill?

Cyflwyniad i Batris LiFePO4

Batri lithiwm-ion yw batri ffosffad haearn lithiwm (LFP) gyda chyfraddau gwefru a rhyddhau cyflymach. Mae'n fatri ailwefradwy gyda LiFePO4 fel catod ac electrod carbon graffitig gyda chefn metelaidd fel yr anod.

Mae gan fatris LiFePO4 ddwysedd ynni is na batris lithiwm-ion a folteddau gweithredu is. Mae ganddynt gyfradd rhyddhau isel gyda chromliniau llorweddol ac maent yn fwy diogel na Li-ion. Gelwir y batris hyn hefyd yn fatris fferoffosffad lithiwm.

Dyfeisio Batris LiFePO4

Dyfeisiwyd Batris LiFePO4 gan John B. Goodenough ac Arumugam Manthiram. Roeddent ymhlith y cyntaf i benderfynu ar y deunyddiau a ddefnyddir mewn batris lithiwm-ion. Nid yw deunyddiau anod yn ddelfrydol ar gyfer batris lithiwm-ion oherwydd eu tueddiad i gylched fer ar unwaith.

Mae gwyddonwyr wedi canfod bod deunyddiau catod yn well o'u cymharu â chatodau batri lithiwm-ion. Mae hyn yn arbennig o amlwg yn yr amrywiadau batri LiFePO4. Maent yn gwella sefydlogrwydd a dargludedd ac yn gwella amrywiaeth o agweddau eraill.

Y dyddiau hyn, mae batris LiFePO4 i'w cael ym mhobman ac mae ganddyn nhw amryw o gymwysiadau, gan gynnwys eu defnyddio mewn cychod, systemau solar, a cherbydau. Mae batris LiFePO4 yn rhydd o gobalt ac yn rhatach na'r rhan fwyaf o ddewisiadau eraill. Nid yw'n wenwynig ac mae ganddo oes silff hirach.

Manylebau Batri LFP -

Swyddogaeth Systemau Rheoli Batris mewn Batris LFP

Mae batris LFP yn cynnwys mwy na chelloedd cysylltiedig yn unig; mae ganddyn nhw system sy'n sicrhau bod y batri'n aros o fewn terfynau diogel. Mae system rheoli batri (BMS) yn diogelu, yn rheoli ac yn monitro'r batri o dan amodau gweithredu i sicrhau diogelwch ac ymestyn oes y batri.

Swyddogaeth Systemau Rheoli Batris mewn Batris LFP -

Er gwaethaf y ffaith bod celloedd ffosffad haearn lithiwm yn fwy goddefgar, maent yn dueddol o gael gor-foltedd wrth wefru, sy'n lleihau perfformiad. Gallai'r deunydd a ddefnyddir i'r catod ddirywio a cholli ei sefydlogrwydd. Mae'r BMS yn rheoleiddio allbwn pob cell ac yn sicrhau bod foltedd uchaf y batri yn cael ei gynnal.

Wrth i ddeunyddiau'r electrod ddirywio, mae Is-foltedd yn dod yn bryder difrifol. Os bydd foltedd unrhyw gell yn gostwng islaw trothwy penodol, mae'r BMS yn datgysylltu'r batri o'r gylched. Mae hefyd yn gwasanaethu fel atalydd wrth gefn mewn cyflwr gor-gerrynt a bydd yn cau ei weithrediad i lawr yn ystod cylched fer.

Batris LiFePO4 yn erbyn Batris Lithiwm-Ion

Nid yw batris LiFePO4 yn addas ar gyfer dyfeisiau gwisgadwy fel oriorau. Maent o dan ddwysedd ynni is nag unrhyw fatris lithiwm eraill. Fodd bynnag, nhw yw'r peth gorau ar gyfer systemau ynni solar, cerbydau hamdden, certi golff, cychod bas, a beiciau modur trydan.

★Un o brif fanteision y batris hyn yw eu hoes cylchred.

Gall y batris hyn bara dros 4 gwaith yn hirach nag eraill. Maent yn fwy diogel a gallant gyrraedd hyd at 100% o ddyfnder o ryddhau, sy'n golygu y gellir eu defnyddio am gyfnod hirach.

Isod mae rhesymau ychwanegol pam mae'r batris hyn yn ddewis arall gwell i fatris Li-ion.

★Cost Isel

Mae batris LFP wedi'u gwneud o haearn a ffosfforws, wedi'u cloddio ar raddfa enfawr, ac maent yn rhad. Amcangyfrifir bod cost batris LFP cymaint â 70 y cant yn is fesul kg na batris NMC sy'n llawn nicel. Mae ei gyfansoddiad cemegol yn darparu mantais gost. Gostyngodd y prisiau celloedd isaf a adroddwyd ar gyfer batris LFP o dan $100/kWh am y tro cyntaf yn 2020.

★Effaith Amgylcheddol Bach
Nid yw batris LFP yn cynnwys nicel na chobalt, sy'n ddrud ac sydd ag effaith amgylcheddol fawr. Mae'r batris hyn yn ailwefradwy sy'n dangos eu bod yn ecogyfeillgar.

★Effeithlonrwydd a Pherfformiad Gwell
Mae batris LFP yn adnabyddus am eu cylch oes hir, gan eu gwneud yn ddewis poblogaidd ar gyfer cymwysiadau sydd angen allbwn pŵer dibynadwy a chyson dros amser. Mae'r batris hyn yn profi cyfraddau colli capasiti arafach na batris lithiwm-ion eraill, sy'n helpu i gadw eu perfformiad dros y tymor hir. Yn ogystal, mae ganddynt foltedd gweithredu is, gan arwain at lai o wrthwynebiad mewnol a chyflymderau gwefru/rhyddhau cyflymach.

★Diogelwch a Sefydlogrwydd Gwell
Mae batris LFP yn sefydlog yn thermol ac yn gemegol, felly maent yn llai tebygol o ffrwydro neu fynd ar dân. Mae LFP yn cynhyrchu un rhan o chwech o wres NMC sy'n llawn nicel. Gan fod y bond Co-O yn gryfach mewn batris LFP, mae atomau ocsigen yn cael eu rhyddhau'n arafach os cânt eu cylched fer neu eu gorboethi. Ar ben hynny, nid oes unrhyw lithiwm yn weddill mewn celloedd wedi'u gwefru'n llawn, gan eu gwneud yn gallu gwrthsefyll colli ocsigen yn fawr o'i gymharu â'r adweithiau ecsothermig a welir mewn celloedd lithiwm eraill.

★Bach a Phwysau Ysgafn
Mae Batris LFP bron i 50% yn ysgafnach na batris lithiwm manganîs ocsid. Maent hyd at 70% yn ysgafnach na batris asid-plwm. Pan fyddwch chi'n defnyddio batri LiFePO4 mewn cerbyd, rydych chi'n defnyddio llai o nwy ac mae gennych chi fwy o symudedd. Maent hefyd yn fach ac yn gryno, sy'n eich galluogi i arbed lle ar eich sgwter, cwch, RV, neu gymhwysiad diwydiannol.

Batris LiFePO4 yn erbyn Batris Di-lithiwm
Mae gan fatris nad ydynt yn lithiwm nifer o fanteision ond mae'n debygol y cânt eu disodli yn y tymor canolig o ystyried potensial y batris LiFePo4 newydd gan fod technoleg hŷn yn ddrud ac yn llai effeithlon.

☆Batris Asid Plwm
Gall batris plwm-asid ymddangos yn gost-effeithiol ar y dechrau, ond maent yn y pen draw yn ddrytach yn y tymor hir. Mae hyn oherwydd y ffaith eu bod angen eu cynnal a'u disodli'n amlach. Bydd batri LiFePO4 yn para 2-4 gwaith yn hirach heb fod angen unrhyw waith cynnal a chadw.

☆Batris Gel
Nid oes angen ailwefru batris gel, fel batris LiFePO4, yn aml ac nid ydynt yn colli gwefr wrth eu storio. Ond mae batris gel yn gwefru ar gyfradd arafach. Mae angen eu datgysylltu cyn gynted ag y cânt eu gwefru'n llawn er mwyn osgoi eu dinistrio.

☆Batris AGM
Er bod batris AGM mewn perygl uchel o gael eu difrodi islaw 50% o gapasiti, gellir rhyddhau batris LiFePO4 yn llwyr heb unrhyw risg o ddifrod. Hefyd, mae'n anodd eu cynnal a'u cadw.

Ceisiadau ar gyfer Batris LiFePO4
Mae gan fatris LiFePO4 lawer o gymwysiadau gwerthfawr, gan gynnwys

● Cychod Pysgota a Chaiacau: Gallwch dreulio mwy o amser ar y dŵr gyda llai o amser gwefru ac amser rhedeg hirach. Mae pwysau llai yn darparu trin haws a rhwystr cyflymder yn ystod cystadlaethau pysgota risg uchel.

●Sgwteri symudedd a mopedau: Nid oes pwysau marw i'ch arafu. Gwefrwch eich batri i lai na'i gapasiti llawn ar gyfer teithiau digymell heb ei niweidio.

● Cyfluniadau solar: Cariwch fatris LiFePO4 ysgafn lle bynnag y mae bywyd yn mynd â chi (hyd yn oed i fyny mynydd neu oddi ar y grid) i harneisio pŵer yr haul.

●Defnydd masnachol: Dyma'r batris lithiwm mwyaf diogel a chaledaf sy'n eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau diwydiannol fel peiriannau llawr, lifftiau, a mwy.

Ar ben hynny, mae batris ffosffad haearn lithiwm yn pweru llawer o ddyfeisiau eraill fel goleuadau fflach, sigaréts electronig, offer radio, goleuadau brys, ac eitemau eraill.

Posibiliadau ar gyfer Gweithredu LFP ar Raddfa Eang
Er bod batris LFP yn rhatach ac yn fwy sefydlog na dewisiadau eraill, mae dwysedd ynni wedi bod yn rhwystr sylweddol i fabwysiadu eang. Mae gan fatris LFP ddwysedd ynni llawer is, rhwng 15 a 25%. Fodd bynnag, mae hyn yn newid gan ddefnyddio electrodau mwy trwchus fel y rhai a ddefnyddir yn y Model 3 a wnaed yn Shanghai, sydd â dwysedd ynni o 359Wh/litr.

Oherwydd cylch oes hir batris LFP, mae ganddyn nhw fwy o gapasiti na batris Li-ion o bwysau cymharol. Mae hyn yn golygu y bydd dwysedd ynni'r batris hyn yn dod yn fwy tebyg dros amser.

Rhwystr arall i fabwysiadu torfol yw bod Tsieina wedi dominyddu'r farchnad oherwydd y llu o batentau LFP. Wrth i'r patentau hyn ddod i ben, mae dyfalu y bydd cynhyrchu LFP, fel gweithgynhyrchu cerbydau, yn cael ei leoleiddio.

Mae gwneuthurwyr ceir mawr fel Ford, Volkswagen, a Tesla yn defnyddio'r dechnoleg fwyfwy trwy ddisodli fformwleiddiadau nicel neu gobalt. Dim ond y dechrau yw'r cyhoeddiad diweddar gan Tesla yn ei ddiweddariad chwarterol. Rhoddodd Tesla ddiweddariad byr hefyd ar ei becyn batri 4680, a fydd â dwysedd ynni ac ystod uwch. Mae hefyd yn bosibl y bydd Tesla yn defnyddio adeiladwaith “cell-i-becyn” i gyddwyso mwy o gelloedd a darparu ar gyfer dwysedd ynni is.

Er gwaethaf ei oedran,LFPa gallai'r gostyngiad yng nghostau batri fod yn hanfodol wrth gyflymu mabwysiadu cerbydau trydan ar raddfa fawr. Erbyn 2023, disgwylir i brisiau lithiwm-ion fod yn agos at $100/kWh. Gall LFPs alluogi gwneuthurwyr ceir i bwysleisio ffactorau fel cyfleustra neu amser ailwefru yn hytrach na phris yn unig.