แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต: ลักษณะการประยุกต์ใช้

อุปกรณ์ที่ทันสมัยทุกวันจะกลายเป็นความซับซ้อนมากขึ้นและมีประสิทธิภาพ มาตรฐานเทคโนโลยีสูงทำให้ความต้องการสูงกับแบตเตอรี่ที่ตอนนี้ต้องรวมที่มีประสิทธิภาพสูง, พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและมีอุปทานที่เพิ่มขึ้นของการผลิตไฟฟ้า

การแนะนำของรูปแบบใหม่ของการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า, การเร่งความเร็วของกระบวนการ - ทั้งหมดนี้จะเพิ่มความต้องการใช้ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ที่ทันสมัยไม่สามารถตอบสนองพวกเขาเสมอ เพื่อแก้ปัญหานี้ผู้ผลิตได้รับการคัดเลือกในการปรับปรุงเทคโนโลยีลิเธียมไอออน จึงเกิด แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) ซึ่งเป็นลูกหลานอุดมการณ์ของแบตเตอรี่ Li-ion

ข้อมูลทางประวัติศาสตร์

LiFePO4 หรือ LFP, - ธรรมชาติแร่ตระกูลฟันม้าโอลิถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1996 โดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเท็กซัส, จอห์นกูเดอนอจผู้ที่กำลังมองหาวิธีการปรับปรุงแหล่งพลังงาน Li-ion ที่น่าสังเกตคือความจริงที่ว่าแร่ที่มีความเป็นพิษต่ำและเสถียรภาพทางความร้อนที่สูงขึ้นกว่าสิ่งที่เป็นที่รู้จักกันในเวลาที่ขั้วไฟฟ้า

นอกจากจะพบในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติและมีต้นทุนที่ต่ำกว่า ข้อเสียเปรียบหลักของขั้วไฟฟ้าบนพื้นฐานของ LiFePO4 เป็นกำลังการผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กซึ่งเป็นเหตุผลที่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตได้หยุดที่จะได้รับการพัฒนา

การวิจัยในทิศทางนี้กำลังกลับมาในปี 2003 ที่ Massachusetts Institute of Technology ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบตเตอรี่ใหม่เดิมที่จะกลายเป็นผู้แทนสำหรับการที่ทันสมัยที่สุดในเวลานั้นแบตเตอรี่ Li-ion โครงการความสนใจใน บริษัท ขนาดใหญ่เช่นโมโตโรล่าและวอลคอมม์ซึ่งทำให้การเกิดขึ้นของแบตเตอรี่กับ LiFePO4 องค์ประกอบแคโทด

แบตเตอรี่ LiFePO4 บนพื้นฐานของ

ประเภทของแบตเตอรี่นี้จะใช้เทคโนโลยีเดียวกันในการผลิตกระแสไฟฟ้าและเซลล์ลิเธียมไอออนปกติสำหรับเรา แต่มีจำนวนของความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างพวกเขา ประการแรกคือการใช้ชนิดของตัวเองของ BMS - ระบบการจัดการที่ช่วยปกป้องแบตเตอรี่ไฟฟ้าจากการขูดรีดและไหลลึกช่วยเพิ่มความทนทานและทำให้แหล่งพลังงานที่มีเสถียรภาพมากขึ้น

ประการที่สอง LiFePO4 ซึ่งแตกต่างจาก LiCoO2 เป็นพิษน้อยกว่า ความจริงเรื่องนี้ได้รับอนุญาตให้หลีกเลี่ยงบางส่วนของปัญหาที่เกี่ยวข้องกับมลพิษทางสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโคบอลต์เนื่องจากการกำจัดที่ไม่เหมาะสมของแบตเตอรี่

สุดท้ายเนื่องจากการขาดมาตรฐานแบบครบวงจรองค์ประกอบ LFP มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการปฏิบัติงานในช่วงที่กว้าง นอกจากนี้การบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านี้ยากขึ้นและควรจะทำในการปฏิบัติตามกฎระเบียบบางอย่าง

ลักษณะทางเทคนิค

มันก็บอกว่าลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแบตเตอรี่ 48 โวลต์ 36 โวลต์และ 60 โวลต์มีการผลิตโดยเชื่อมต่อกันตามลำดับเซลล์เดียวเพราะแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในหนึ่ง LFP ส่วนอาจจะไม่เกิน 3.65 โวลต์ดังนั้นประสิทธิภาพการทำงานของแต่ละแบตเตอรี่อาจมีนัยสำคัญ แตกต่างจากกัน - มันทั้งหมดขึ้นอยู่กับการประกอบและองค์ประกอบทางเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่ง

สำหรับผลการดำเนินการวิเคราะห์ค่าเล็กน้อยปัจจุบันของเซลล์เดียว

สำนึกที่ดีที่สุดของศักยภาพของแต่ละเซลล์ในแบตเตอรี่ที่ได้รับถึง Everexceed ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแบตเตอรี่ Everexceed แตกต่างกันยาวนาน ทั้งหมดที่พวกเขาสามารถทนได้ถึง 4,000. รอบค่าจำหน่ายกับการสูญเสียของกำลังการผลิตได้ถึง 20% และการเติมเต็มของการจัดเก็บพลังงานจะเกิดขึ้นใน 12 นาที ให้นี้เราสามารถสรุปได้ว่าแบตเตอรี่ Everexceed เป็นหนึ่งในตัวแทนที่ดีที่สุดของ LFP องค์ประกอบ

ข้อดีและข้อเสีย

ประโยชน์หลักที่อยู่ในแสงที่ดีไฮไลท์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในหมู่ผู้แทนอื่น ๆ ของด้ายที่เป็นยืนยาว ดังกล่าวเป็นองค์ประกอบที่สามารถทนต่อมากกว่า 3,000 รอบค่าจำหน่ายในระดับพลังงานลดลงถึง 30% และอื่น ๆ กว่า 2,000 - .. ถ้าลดลงถึง 20% ด้วยเหตุนี้แบตเตอรี่เฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 7 ปี

Stable ชาร์จปัจจุบันเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สองของ LFP องค์ประกอบ แรงดันขาออกยังคงเท่ากับ 3.2 V จนค่าใช้จ่ายเป็นหมดอย่างสมบูรณ์ นี้ง่ายสายไฟ, การขจัดความจำเป็นในการกำกับดูแลแรงดันไฟฟ้า

จุดสูงสุดในปัจจุบันที่สูงขึ้น - ที่สามของความได้เปรียบของพวกเขา คุณลักษณะนี้ช่วยให้แบตเตอรี่เพื่อให้พวกเขามีอำนาจสูงสุดแม้ในอุณหภูมิต่ำมาก สถานที่แห่งนี้ได้รับแจ้งผู้ผลิตยานยนต์ที่จะใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นแหล่งพลังงานหลักเมื่อเริ่มต้นน้ำมันเบนซินและดีเซล

ร่วมกับทุกข้อได้เปรียบแบตเตอรี่ LiFePO4 มีหนึ่งอุปสรรคสำคัญ - มวลขนาดใหญ่และขนาด ซึ่งจะ จำกัด การใช้งานของพวกเขาในบางประเภทของเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้า

คุณสมบัติของการดำเนินงาน

หากคุณซื้อแบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟตพร้อมทำยากลำบากกับการบำรุงรักษาและการดำเนินงานที่คุณจะไม่ต้อง ขอบคุณทุกความจริงที่ว่าผู้ผลิตขององค์ประกอบดังกล่าวจะแทรกเข้าไปในคณะกรรมการ BMS ที่ป้องกันการประจุเกินและป้องกันองค์ประกอบปล่อยให้อยู่ในระดับต่ำสุด

แต่ถ้าคุณซื้อแต่ละเซลล์ (แบตเตอรี่ไฟฉายเป็นต้น) แล้วคุณจะต้องเก็บตาบนพลังงานแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว เมื่อค่าใช้จ่ายลดลงต่ำกว่าระดับที่สำคัญ (2.00 V ด้านล่าง) อย่างรวดเร็วจะลดลงและความจุทำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะเติมพลังเซลล์ หากคุณในทางที่ถูกโก่งราคา (สูงกว่า 3.75 V) เซลล์เพียงนูนเนื่องจากก๊าซที่ปล่อยออกมา

หากคุณกำลังใช้เช่นแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า 100% หลังจากที่ชาร์จคุณต้องตัดการเชื่อมต่อที่ชาร์จแบตเตอรี่ มิฉะนั้นแบตเตอรี่ฟูเนื่องจากจุดอิ่มตัวของการไฟฟ้า

กฎระเบียบในการดำเนินงาน

หากคุณวางแผนที่จะใช้แบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟตในโหมดวงจรและกันชนเช่นเป็นแหล่งที่มาของป๊อำนาจหรือร่วมกับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คุณจะต้องดูแลของการลดระดับของค่าใช้จ่ายในการ 3.40-3.45 V โคปกับ งานนี้จะช่วยชาร์จ 'มาร์ท' ที่แรกโดยอัตโนมัติอย่างเต็มที่ชดเชยสำหรับการจัดหาพลังงานและจากนั้นลดระดับความเครียด

ระหว่างการดำเนินการที่คุณจำเป็นต้องตรวจสอบความสมดุลของเซลล์หรือการใช้การชำระเงินสมดุลพิเศษ (ในแบตเตอรี่ที่พวกเขาจะสร้างขึ้นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า) ความไม่สมดุลของเซลล์ที่เรียกว่ารัฐดังกล่าวเมื่อแรงดันไฟฟ้ารวมของอุปกรณ์ที่อยู่ในระดับที่น้อย แต่แรงดันไฟฟ้าเซลล์กลายเป็นที่แตกต่างกัน

ปรากฏการณ์นี้เกิดจากความแตกต่างของความต้านทานของแต่ละส่วนที่ติดต่อยากจน therebetween หากเซลล์มีแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันและมันคือความไม่สมดุลค่าจำหน่ายของพวกเขาซึ่งจะช่วยลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

ใส่แบตเตอรี่ในการดำเนินงาน

ก่อนที่จะใช้แบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟตประกอบจากเซลล์ที่แยกจากกันจะต้องระมัดระวังระบบสมดุลเป็นส่วนสามารถมีระดับค่าใช้จ่ายที่แตกต่างกัน เพื่อจุดประสงค์นี้ส่วนประกอบทั้งหมดจะถูกเชื่อมต่อกันในแบบคู่ขนานและมีการเชื่อมต่อกับกระแสที่ชาร์จ ประเทศจึงมีความจำเป็นต้องคิดค่าบริการมือถือ 3.6 โวลต์

ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสำหรับจักรยานไฟฟ้าคุณอาจสังเกตเห็นว่าในนาทีแรกของแบตเตอรี่ให้อำนาจสูงสุดแล้วค่าใช้จ่ายอย่างรวดเร็วลดลงไปถึงระดับของ 3.3-3.0 โวลต์ไม่ต้องกลัวเรื่องนี้เพราะมันเป็นการดำเนินงานปกติของแบตเตอรี่ . ความจริงที่ว่าส่วนใหญ่ของความจุ (ประมาณ 90%) อยู่ในช่วงนี้

ข้อสรุป

ประสิทธิภาพการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟตเป็น 20-30% สูงกว่าแบตเตอรี่อื่น ๆ ในเวลาเดียวกันพวกเขาให้บริการสำหรับ 2-3 ปีนานกว่าแหล่งพลังงานอื่น ๆ เช่นเดียวกับการให้บริการในปัจจุบันที่มีเสถียรภาพในช่วงระยะเวลาของการดำเนินงานทั้งหมด ทั้งหมดนี้เน้นองค์ประกอบที่นำเสนอในแสงที่ดี

แต่คนส่วนใหญ่จะไม่สนใจและแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่อ่อนก่อนที่ราคาของพวกเขา - มันเป็น 5-6 ครั้งกว่าปกติสำหรับเราที่จะนำกรดเซลล์ แบตเตอรี่รถคันนี้มีค่าใช้จ่ายเฉลี่ยประมาณ 26,000. รูเบิล