Betri ya LiFePO4

Ripoti za Tesla za robo ya tatu za 2021 zilitangaza mpito hadi 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, ni mbadala bora wa betri za Li-Ion? Je, betri hizi zinawezaje kutofautiana na betri zingine?

Utangulizi wa Betri za LiFePO4

Betri ya lithiamu-fosfeti ya chuma (LFP) ni betri ya lithiamu-ion yenye viwango vya kuchaji na kutoa chaji haraka. Ni betri inayoweza kuchajiwa tena yenye LiFePO4 kama kathodi na elektrodi ya kaboni ya grafiti yenye sehemu ya nyuma ya metali kama anodi.

Betri za LiFePO4 zina msongamano mdogo wa nishati kuliko betri za lithiamu-ion na volteji za chini za uendeshaji. Zina kiwango cha chini cha kutokwa kwa umeme zenye mikunjo ya mlalo na ni salama zaidi kuliko Li-ion. Betri hizi pia hujulikana kama betri za lithiamu-ferrophosphate.

Uvumbuzi wa Betri za LiFePO4

Betri za LiFePO4 zilibuniwa na John B. Goodenough na Arumugam Manthiram. Zilikuwa miongoni mwa za kwanza kubaini vifaa vinavyotumika katika betri za lithiamu-ion. Vifaa vya anodi si bora kwa betri za lithiamu-ion kutokana na tabia yao ya kufupisha mzunguko wa umeme mara moja.

Wanasayansi waligundua kuwa vifaa vya kathodi ni bora zaidi ikilinganishwa na kathodi za betri za lithiamu-ion. Hii inaonekana wazi zaidi katika aina tofauti za betri za LiFePO4. Huongeza uthabiti na upitishaji na kuboresha vipengele vingine mbalimbali.

Siku hizi, betri za LiFePO4 zinapatikana kila mahali na zina matumizi mbalimbali, ikiwa ni pamoja na matumizi katika boti, mifumo ya jua, na magari. Betri za LiFePO4 hazina kobalti na ni ghali kidogo kuliko njia mbadala nyingi. Hazina sumu na huhifadhiwa kwa muda mrefu zaidi.

Vipimo vya Betri ya LFP -

Kazi ya Mifumo ya Usimamizi wa Betri katika Betri za LFP

Betri za LFP zinaundwa na zaidi ya seli zilizounganishwa tu; zina mfumo unaohakikisha betri inabaki ndani ya mipaka salama. Mfumo wa usimamizi wa betri (BMS) unalinda, hudhibiti, na hufuatilia betri chini ya hali ya uendeshaji ili kuhakikisha usalama na kuongeza muda wa matumizi ya betri.

Kazi ya Mifumo ya Usimamizi wa Betri katika Betri za LFP -

Licha ya ukweli kwamba seli za fosfeti za chuma za lithiamu huvumilia zaidi, hata hivyo huwa na volteji nyingi wakati wa kuchaji, jambo ambalo hupunguza utendaji. Nyenzo inayotumika kwenye kathodi inaweza kuharibika na kupoteza uthabiti wake. BMS hudhibiti utoaji wa kila seli na kuhakikisha kwamba volteji ya juu zaidi ya betri inadumishwa.

Kadri vifaa vya elektrodi vinavyoharibika, Undervoltage inakuwa tatizo kubwa. Ikiwa volteji ya seli yoyote itashuka chini ya kizingiti maalum, BMS hutenganisha betri kutoka kwa saketi. Pia hutumika kama kizuizi katika hali ya mkondo kupita kiasi na itazima utendakazi wake wakati wa mzunguko mfupi.

Betri za LiFePO4 dhidi ya Betri za Lithiamu-Ioni

Betri za LiFePO4 hazifai kwa vifaa vinavyoweza kuvaliwa kama vile saa. Zina msongamano mdogo wa nishati kuliko betri zingine zozote za lithiamu. Hata hivyo, ndizo bora zaidi kwa mifumo ya nishati ya jua, magari ya RV, mikokoteni ya gofu, boti za besi, na pikipiki za umeme.

★Moja ya faida kuu za betri hizi ni muda wake wa matumizi.

Betri hizi zinaweza kudumu kwa zaidi ya mara 4 zaidi kuliko zingine. Ni salama zaidi na zinaweza kufikia kina cha hadi 100% cha kutokwa, kumaanisha kuwa zinaweza kutumika kwa muda mrefu zaidi.

Hapa chini kuna sababu za ziada kwa nini betri hizi ni mbadala bora wa betri za Li-ion.

★Gharama Nafuu

Betri za LFP zinaundwa na chuma na fosforasi, huchimbwa kwa kiwango kikubwa, na ni za bei nafuu. Gharama ya betri za LFP inakadiriwa kuwa chini kwa asilimia 70 kwa kila kilo kuliko betri za NMC zenye nikeli nyingi. Muundo wake wa kemikali hutoa faida ya gharama. Bei ya chini kabisa ya seli zilizoripotiwa kwa betri za LFP ilishuka chini ya $100/kWh kwa mara ya kwanza mwaka wa 2020.

★Athari Ndogo za Mazingira
Betri za LFP hazina nikeli au kobalti, ambazo ni ghali na zina athari kubwa kwa mazingira. Betri hizi zinaweza kuchajiwa tena jambo linaloonyesha urafiki wao wa mazingira.

★Ufanisi na Utendaji Ulioboreshwa
Betri za LFP zinajulikana kwa mzunguko wao mrefu wa maisha, na kuzifanya kuwa chaguo maarufu kwa matumizi ambayo yanahitaji nguvu inayoweza kutolewa kwa uhakika na thabiti kwa muda. Betri hizi hupata viwango vya upotevu wa uwezo polepole kuliko betri zingine za lithiamu-ion, ambayo husaidia kuhifadhi utendaji wao kwa muda mrefu. Zaidi ya hayo, zina volteji ya chini ya uendeshaji, na kusababisha upinzani mdogo wa ndani na kasi ya haraka ya kuchaji/kutoa.

★Usalama na Utulivu Ulioimarishwa
Betri za LFP ni thabiti kijoto na kemikali, kwa hivyo zina uwezekano mdogo wa kulipuka au kushika moto. LFP hutoa moja ya sita ya joto la NMC yenye nikeli nyingi. Kwa sababu kifungo cha Co-O kina nguvu zaidi katika betri za LFP, atomi za oksijeni hutolewa polepole zaidi ikiwa zimepunguzwa mzunguko au zimepashwa joto kupita kiasi. Zaidi ya hayo, hakuna lithiamu inayobaki katika seli zilizochajiwa kikamilifu, na kuzifanya kuwa sugu sana kwa upotevu wa oksijeni ikilinganishwa na athari za exothermic zinazoonekana katika seli zingine za lithiamu.

★Ndogo na Nyepesi
Betri za LFP ni nyepesi kwa karibu 50% kuliko betri za oksidi ya lithiamu manganese. Ni nyepesi kwa hadi 70% kuliko betri za asidi-risasi. Unapotumia betri ya LiFePO4 kwenye gari, hutumia gesi kidogo na ina uwezo zaidi wa kuiendesha. Pia ni ndogo na ndogo, na hukuruhusu kuokoa nafasi kwenye skuta yako, boti, RV, au matumizi ya viwandani.

Betri za LiFePO4 dhidi ya Betri Zisizo za Lithiamu
Betri zisizo za lithiamu zina faida kadhaa lakini kuna uwezekano wa kubadilishwa katikati ya kipindi kutokana na uwezo wa betri mpya za LiFePo4 kwani teknolojia ya zamani ni ghali na haina ufanisi mkubwa.

☆Betri za Asidi ya Risasi
Betri za asidi ya risasi zinaweza kuonekana kuwa na gharama nafuu mwanzoni, lakini hatimaye huwa ghali zaidi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba zinahitaji matengenezo na uingizwaji wa mara kwa mara zaidi. Betri ya LiFePO4 itadumu mara 2-4 zaidi bila matengenezo yoyote yanayohitajika.

☆Betri za Jeli
Betri za jeli, kama vile betri za LiFePO4, hazihitaji kuchajiwa mara kwa mara na hazipotezi chaji wakati zinahifadhiwa. Lakini betri za jeli huchaji kwa kasi ya chini. Zinahitaji kukatwa mara tu zinapochajiwa kikamilifu ili kuepuka uharibifu.

☆Betri za AGM
Ingawa betri za AGM ziko katika hatari kubwa ya kuharibika chini ya uwezo wa 50%, betri za LiFePO4 zinaweza kutolewa kabisa bila hatari yoyote ya uharibifu. Pia, ni vigumu kuziweka zikiwa zinafanya kazi.

Maombi ya Betri za LiFePO4
Betri za LiFePO4 zina matumizi mengi muhimu, ikiwa ni pamoja na

●Boti za Uvuvi na Kayak: Unaweza kutumia muda mwingi zaidi majini kwa muda mfupi wa kuchaji na muda mrefu wa kukimbia. Uzito mdogo hutoa utunzaji rahisi na kasi ya juu wakati wa mashindano ya uvuvi yenye changamoto kubwa.

●Skuta za mwendo na mopedi: Hakuna uzito uliopungua wa kukupunguza mwendo. Chaji betri yako hadi chini ya uwezo kamili kwa safari za ghafla bila kuiharibu.

●Mipangilio ya jua: Beba betri nyepesi za LiFePO4 popote ambapo maisha yanakupeleka (hata juu ya mlima au nje ya gridi ya taifa) ili kutumia nguvu ya jua.

●Matumizi ya kibiashara: Hizi ni betri za lithiamu salama zaidi na ngumu zaidi ambazo huzifanya ziwe bora kwa matumizi ya viwandani kama vile mashine za sakafu, milango ya kuinua, na zaidi.

Zaidi ya hayo, betri za fosfeti ya chuma ya lithiamu huendesha vifaa vingine vingi kama vile tochi, sigara za kielektroniki, vifaa vya redio, taa za dharura, na vitu vingine.

Uwezekano wa Utekelezaji wa LFP kwa Wigo Mpana
Ingawa betri za LFP ni ghali na imara zaidi kuliko mbadala, msongamano wa nishati umekuwa kikwazo kikubwa kwa matumizi yaliyoenea. Betri za LFP zina msongamano mdogo zaidi wa nishati, kuanzia kati ya 15 na 25%. Hata hivyo, hii inabadilika kwa kutumia elektrodi nene kama zile zinazotumika katika Modeli ya 3 iliyotengenezwa Shanghai, ambayo ina msongamano wa nishati wa 359Wh/lita.

Kutokana na mzunguko mrefu wa maisha wa betri za LFP, zina uwezo zaidi kuliko betri za Li-ion zenye uzito sawa. Hii ina maana kwamba msongamano wa nishati wa betri hizi utafanana zaidi baada ya muda.

Kikwazo kingine cha kupitishwa kwa wingi ni kwamba China imetawala soko kwa sababu ya idadi kubwa ya hati miliki za LFP. Kadri hati miliki hizi zinavyoisha, kuna uvumi kwamba uzalishaji wa LFP, kama vile utengenezaji wa magari, utafanywa ndani ya nchi.

Watengenezaji wakuu wa magari kama Ford, Volkswagen, na Tesla wanazidi kutumia teknolojia hiyo kwa kubadilisha michanganyiko ya nikeli au kobalti. Tangazo la hivi karibuni la Tesla katika sasisho lake la robo mwaka ni mwanzo tu. Tesla pia ilitoa sasisho fupi kwenye pakiti yake ya betri ya 4680, ambayo itakuwa na msongamano mkubwa wa nishati na masafa ya juu. Inawezekana pia kwamba Tesla itatumia ujenzi wa "seli-kwa-pakiti" ili kuganda seli zaidi na kutosheleza msongamano mdogo wa nishati.

Licha ya umri wake,LFPna kupunguzwa kwa gharama za betri kunaweza kuwa muhimu katika kuharakisha utumiaji wa EV nyingi. Kufikia 2023, bei za lithiamu-ion zinatarajiwa kuwa karibu na $100/kWh. LFP zinaweza kuwawezesha watengenezaji wa magari kusisitiza mambo kama vile urahisi au muda wa kuchaji badala ya bei pekee.