Inihayag ng mga ulat ng Tesla para sa ikatlong kwarter ng 2021 ang paglipat sa mga bateryang LiFePO4 bilang bagong pamantayan sa mga sasakyan nito. Ngunit ano nga ba ang mga bateryang LiFePO4?
NEW YORK, NEW YORK, USA, Mayo 26, 2022 /EINPresswire.com / — Mas mainam ba ang mga ito na alternatibo sa mga bateryang Li-Ion? Paano naiiba ang mga bateryang ito sa ibang mga baterya?
Panimula sa mga Baterya ng LiFePO4
Ang bateryang lithium iron phosphate (LFP) ay isang bateryang lithium-ion na may mas mabilis na bilis ng pag-charge at pagdiskarga. Ito ay isang rechargeable na baterya na may LiFePO4 bilang cathode at isang graphitic carbon electrode na may metallic backing bilang anode.
Ang mga bateryang LiFePO4 ay may mas mababang densidad ng enerhiya kaysa sa mga bateryang lithium-ion at mas mababang boltahe sa pagpapatakbo. Mayroon silang mababang rate ng paglabas na may mga pahalang na kurba at mas ligtas kaysa sa Li-ion. Ang mga bateryang ito ay kilala rin bilang mga bateryang lithium ferrophosphate.
Ang Imbensyon ng mga Baterya ng LiFePO4
Ang mga Baterya ng LiFePO4 ay naimbento nina John B. Goodenough at Arumugam Manthiram. Kabilang sila sa mga unang nakatukoy sa mga materyales na ginamit sa mga baterya ng lithium-ion. Ang mga materyales na anode ay hindi mainam para sa mga baterya ng lithium-ion dahil sa kanilang tendensiyang magkaroon ng agarang short-circuiting.
Natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga materyales na cathode ay mas mahusay kumpara sa mga cathode ng bateryang lithium-ion. Ito ay lalong kapansin-pansin sa mga variant ng bateryang LiFePO4. Pinahuhusay nito ang katatagan at kondaktibiti at nagpapabuti ng iba't ibang aspeto.
Sa mga panahong ito, ang mga bateryang LiFePO4 ay matatagpuan kahit saan at may iba't ibang gamit, kabilang ang paggamit sa mga bangka, solar system, at mga sasakyan. Ang mga bateryang LiFePO4 ay walang cobalt at mas mura kaysa sa karamihan ng mga alternatibo. Ito ay hindi nakakalason at mas matagal ang shelf life.
Mga Espesipikasyon ng Baterya ng LFP -
Ang Tungkulin ng mga Sistema ng Pamamahala ng Baterya sa mga Baterya ng LFP
Ang mga bateryang LFP ay binubuo ng higit pa sa mga konektadong selula; mayroon silang sistemang nagsisiguro na ang baterya ay nananatili sa loob ng mga ligtas na limitasyon. Ang isang battery management system (BMS) ay nagbabantay, kumokontrol, at nagmomonitor ng baterya sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapatakbo upang matiyak ang seguridad at pahabain ang buhay ng baterya.
Ang tungkulin ng mga Sistema ng Pamamahala ng Baterya sa mga Baterya ng LFP -
Sa kabila ng katotohanang mas matibay ang mga lithium iron phosphate cell, madali pa rin silang magkaroon ng overvoltage habang nagcha-charge, na nagpapababa sa performance. Ang materyal na ginamit sa cathode ay maaaring lumala at mawala ang katatagan nito. Kinokontrol ng BMS ang output ng bawat cell at tinitiyak na napapanatili ang pinakamataas na boltahe ng baterya.
Habang nasisira ang mga materyales ng elektrod, ang undervoltage ay nagiging isang matinding problema. Kung ang boltahe ng anumang cell ay bumaba sa isang tinukoy na threshold, ididiskonekta ng BMS ang baterya mula sa circuit. Nagsisilbi rin itong backstop sa isang overcurrent na kondisyon at papatayin ang operasyon nito habang nagshort-circuiting.
Mga Baterya ng LiFePO4 kumpara sa mga Baterya ng Lithium-Ion
Ang mga bateryang LiFePO4 ay hindi angkop para sa mga wearable device tulad ng mga relo. Mas mababa ang energy density ng mga ito kumpara sa ibang mga bateryang lithium. Gayunpaman, ang mga ito ang pinakamahusay para sa mga solar energy system, RV, golf cart, bass boat, at electric motorcycle.
★Isa sa mga pangunahing bentahe ng mga bateryang ito ay ang cycle life ng mga ito.
Ang mga bateryang ito ay maaaring tumagal nang mahigit 4 na beses na mas matagal kaysa sa iba. Mas ligtas ang mga ito at maaaring umabot sa hanggang 100% na lalim ng discharge, na nangangahulugang maaari itong gamitin nang mas matagal na panahon.
Nasa ibaba ang mga karagdagang dahilan kung bakit ang mga bateryang ito ay isang mas mahusay na alternatibo sa mga bateryang Li-ion.
★Mababang Gastos
Ang mga bateryang LFP ay binubuo ng bakal at posporus, na minamina sa napakalaking sukat, at mura. Ang halaga ng mga bateryang LFP ay tinatayang aabot sa 70 porsiyentong mas mababa kada kg kaysa sa mga bateryang NMC na mayaman sa nickel. Ang kemikal na komposisyon nito ay nagbibigay ng bentahe sa gastos. Ang pinakamababang naiulat na presyo ng cell para sa mga bateryang LFP ay bumaba sa ibaba ng $100/kWh sa unang pagkakataon noong 2020.
★Maliit na Epekto sa Kapaligiran
Ang mga bateryang LFP ay walang nickel o cobalt, na mahal at may malaking epekto sa kapaligiran. Ang mga bateryang ito ay maaaring i-recharge na nagpapakita ng kanilang pagiging environment-friendly.
★Pinahusay na Kahusayan at Pagganap
Ang mga bateryang LFP ay kilala sa kanilang mahabang lifecycle, kaya naman isa itong popular na pagpipilian para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng maaasahan at pare-parehong output ng kuryente sa paglipas ng panahon. Ang mga bateryang ito ay nakakaranas ng mas mabagal na capacity loss rate kaysa sa ibang mga lithium-ion na baterya, na nakakatulong upang mapanatili ang kanilang performance sa pangmatagalan. Bukod pa rito, mayroon silang mas mababang operating voltage, na nagreresulta sa mas kaunting internal resistance at mas mabilis na charge/discharge speed.
★Pinahusay na Kaligtasan at Katatagan
Ang mga baterya ng LFP ay matatag sa init at kemikal na aspeto, kaya naman mas maliit ang posibilidad na sumabog o masunog ang mga ito. Ang LFP ay nagbubunga ng ikaanim na bahagi ng init ng NMC na mayaman sa nickel. Dahil mas malakas ang Co-O bond sa mga baterya ng LFP, mas mabagal na nailalabas ang mga atomo ng oxygen kung mag-short-circuit o mag-overheat. Bukod pa rito, walang lithium na natitira sa mga fully charged cell, kaya naman mas lumalaban sila sa pagkawala ng oxygen kumpara sa mga exothermic reaction na nakikita sa ibang mga lithium cell.
★Maliit at Magaan
Ang mga Baterya ng LFP ay halos 50% na mas magaan kaysa sa mga baterya ng lithium manganese oxide. Ang mga ito ay hanggang 70% na mas magaan kaysa sa mga baterya ng lead-acid. Kapag gumamit ka ng bateryang LiFePO4 sa isang sasakyan, mas kaunti ang iyong konsumo ng gasolina at mas madali itong maniobrahin. Maliit at siksik din ang mga ito, na nagbibigay-daan sa iyong makatipid ng espasyo sa iyong scooter, bangka, RV, o mga gamit pang-industriya.
Mga Baterya ng LiFePO4 kumpara sa mga Baterya na Hindi Lithium
Ang mga bateryang hindi lithium ay may ilang bentahe ngunit malamang na mapalitan sa kalagitnaan ng termino dahil sa potensyal ng mga bagong bateryang LiFePo4 dahil ang mas lumang teknolohiya ay mahal at hindi gaanong episyente.
☆Mga Baterya ng Lead Acid
Ang mga lead-acid na baterya ay maaaring mukhang matipid sa simula, ngunit sa kalaunan ay magiging mas mahal ang mga ito. Ito ay dahil sa katotohanan na nangangailangan ang mga ito ng mas madalas na pagpapanatili at pagpapalit. Ang isang LiFePO4 na baterya ay tatagal ng 2-4 na beses na mas matagal nang hindi nangangailangan ng pagpapanatili.
☆Mga Baterya ng Gel
Ang mga gel na baterya, tulad ng mga LiFePO4 na baterya, ay hindi nangangailangan ng madalas na pag-recharge at hindi nawawalan ng charge habang iniimbak. Ngunit ang mga gel na baterya ay mas mabagal na nagcha-charge. Kailangan itong idiskonekta sa sandaling ganap na naka-charge upang maiwasan ang pagkasira.
☆Mga Baterya ng AGM
Bagama't mataas ang panganib na masira ang mga bateryang AGM kung wala pang 50% ang kapasidad, maaaring tuluyang ma-discharge ang mga bateryang LiFePO4 nang walang anumang panganib na masira. Mahirap din itong panatilihing gumagana.
Mga Aplikasyon para sa mga Baterya ng LiFePO4
Ang mga bateryang LiFePO4 ay may maraming mahahalagang gamit, kabilang ang
●Mga Bangka Pangingisda at Kayak: Mas maraming oras ang maaari mong gugulin sa tubig nang mas kaunting oras ng pag-charge at mas mahabang oras ng pagpapatakbo. Ang mas kaunting bigat ay nagbibigay ng mas madaling paghawak at mas mabilis na pag-andar sa mga mainit na kompetisyon sa pangingisda.
●Mga mobility scooter at moped: Walang dead weight na magpapabagal sa iyo. I-charge ang iyong baterya sa mas mababa sa full capacity para sa mga biglaang biyahe nang hindi ito nasisira.
●Mga konpigurasyon ng solar: Magdala ng magaan na bateryang LiFePO4 saan ka man dalhin ng buhay (kahit paakyat sa bundok o labas ng grid) upang magamit ang lakas ng araw.
●Para sa komersiyal na gamit: Ito ang pinakaligtas at pinakamatibay na bateryang lithium na siyang dahilan kung bakit mainam ang mga ito para sa mga pang-industriyang aplikasyon tulad ng mga makinang pang-floor, mga liftgate, at marami pang iba.
Bukod pa rito, ang mga bateryang lithium iron phosphate ay nagpapagana ng maraming iba pang mga aparato tulad ng mga flashlight, elektronikong sigarilyo, kagamitan sa radyo, pang-emerhensiyang ilaw, at iba pang mga bagay.
Mga Posibilidad para sa Implementasyon ng Wid-Scale LFP
Bagama't mas mura at mas matatag ang mga bateryang LFP kaysa sa mga alternatibo, ang densidad ng enerhiya ay naging isang malaking hadlang sa malawakang paggamit. Ang mga bateryang LFP ay may mas mababang densidad ng enerhiya, na nasa pagitan ng 15 at 25%. Gayunpaman, nagbabago ito gamit ang mas makapal na mga electrode tulad ng mga ginagamit sa Model 3 na gawa sa Shanghai, na may densidad ng enerhiya na 359Wh/litro.
Dahil sa mahabang lifecycle ng mga bateryang LFP, mas malaki ang kapasidad ng mga ito kaysa sa mga bateryang Li-ion na may maihahambing na bigat. Nangangahulugan ito na ang densidad ng enerhiya ng mga bateryang ito ay magiging mas magkakatulad sa paglipas ng panahon.
Isa pang hadlang sa malawakang pagtanggap ay ang pangingibabaw ng Tsina sa merkado dahil sa napakaraming patente ng LFP. Habang nagtatapos ang mga patenteng ito, may haka-haka na ang produksyon ng LFP, tulad ng paggawa ng sasakyan, ay mananatiling lokal lamang.
Ang mga pangunahing tagagawa ng sasakyan tulad ng Ford, Volkswagen, at Tesla ay lalong gumagamit ng teknolohiya sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga pormulasyon ng nickel o cobalt. Ang kamakailang anunsyo ng Tesla sa quarterly update nito ay simula pa lamang. Nagbigay din ang Tesla ng maikling update sa 4680 battery pack nito, na magkakaroon ng mas mataas na energy density at range. Posible rin na gagamit ang Tesla ng konstruksyon na "cell-to-pack" upang paikliin ang mas maraming cell at mapaunlakan ang mas mababang energy density.
Sa kabila ng edad nito,LFPat ang pagbawas sa mga gastos sa baterya ay maaaring maging kritikal sa pagpapabilis ng malawakang paggamit ng EV. Pagsapit ng 2023, inaasahang malapit na sa $100/kWh ang mga presyo ng lithium-ion. Ang mga LFP ay maaaring magbigay-daan sa mga tagagawa ng sasakyan na bigyang-diin ang mga salik tulad ng kaginhawahan o oras ng pag-recharge sa halip na presyo lamang.
Oras ng pag-post: Hunyo-24-2022