مناقشة: لماذا لا الليثيوم فوسفات الحديد؟

هل سيارات تسلا الكهربائية آمنة للاستخدام؟ لماذا لا تستخدم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم؟ الإجابات التالية تأتي من ممارسي بطاريات الليثيوم.

بصفتي مهندسًا يعمل في معهد بحثي ، أتيحت لي الفرصة أخيرًا لأقول بضع كلمات عن مجال تخصصي.

بادئ ذي بدء ، لتصحيح هذا المفهوم ، فإن بطارية الليثيوم هي اختصار لما نسميه عادة بطارية الليثيوم. ما تسميه الكهرباء الحديدية هو في الواقع نوع من بطاريات الليثيوم. يستخدم فوسفات الحديد الليثيوم كبيانات قطب موجب. إنه نوع من بطاريات الليثيوم.

لنبدأ الآن بنسخة بسيطة من تجريد السطح:

Tesla uses Panasonic, with NCA as the positive electrode, and plans a complete battery management system to ensure and improve the efficiency and safety of battery operation. As for whether it is definitely safe, this cannot be answered. If you want to talk about spontaneous combustion, I also want to say that gasoline cars will also spontaneously ignite in summer.

For pure electric vehicles, what are we most worried about? This is not far away from anxiety, because the energy density that batteries can store is very low. Nowadays, the energy density of car batteries is usually 100 to 150 Wh/kg, and the energy density of gasoline is about 10,000. wh /kg. So even if you carry a bunch of batteries like a tortoise, you can’t handle it. Let’s laugh at how electric cars run out of power during the daily charging process.

يتمثل أكبر ضعف في تقنية البطاريات الحالية في انخفاض كثافة الطاقة ، والتي تتخلف كثيرًا عن قانون مور. لا تتحدث عن الليثيوم الفارغ ، حتى لو لم تكن كثافة طاقته عالية بما يكفي ، فهي بعيدة كل البعد عن كونها مفيدة …

السبب الرئيسي لعدم استخدام بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ، أود أن أقول ، هو السعة المنخفضة والطاقة المنخفضة (فوسفات الحديد الليثيوم أقل بقليل من 3 ، الجهد المنخفض ، 3.4 فولت ، وبالتالي طاقة أقل). في التطبيقات العملية ، يتم دمج حزم بطاريات السيارات في سلسلة ومتوازية ، ويلزم اتباع طريقة توصيل متسلسلة لزيادة الجهد. في هذا الوقت ، يصبح اتساق جهد الخلية والسعة بين البطاريات المختلفة مهمًا للغاية ، وليس من الحكمة القول إن السعة منخفضة.

لمقارنة العديد من نقاط البيانات الإيجابية ، يجب أن نقدم هذا الرسم البياني ، وهي خمسة معايير وظيفية مهمة:

الطاقة والحياة والتكلفة والسلامة والطاقة.

البيانات المقارنة هي البيانات الثلاثية NMC / NCA / NCA وكوبالتات الليثيوم LCO وفوسفات الحديد الليثيوم LFP ومنغنات الليثيوم LMO. NCA و NCM من الأقارب ، لذلك تم تجميعهم هنا.

من الصورة نرى:

إحصائيات التحالف

الطاقة هي الأصغر (للأسف ، السعة المنخفضة مشكلة ، الجهد المنخفض مشكلة 3.4 فولت ، مثل الليثيوم NMC الإسبنيل 4.7 فولت). المساحة محدودة ، لذا لا تضع منحنيات الشحن والتفريغ هنا.

الطاقة ليست منخفضة على الإطلاق (يمكن أن يصل الاختبار التجريبي لفوسفات حديد الليثيوم 5C إلى انخفاض 130 مللي أمبير / جرام (يمكن لـ PHOSTECH أيضًا …) لا تزال حزمة الكربون + مضاعف البيانات النانوية قوية جدًا!

الحياة وسلامة الحياة هي الأفضل ، وهو أمر مهم لأنه يُعتقد أن بوليانيون PO43-

In addition, oxygen combines better with the electrolyte, resulting in lower reactivity. Unlike ternary data, it is easier to display oxygen bubbles and other phenomena. In terms of lifespan, it is generally considered to be able to do 4000 cycles.

التكلفة عالية ، وتكلفة فوسفات الحديد الليثيوم جيدة. تأتي التكلفة في المرتبة الثانية بعد منغنات الليثيوم LMO (هذا الشيء ، احتراق الهواء ، مصدر المنغنيز رخيص) ، وثاني أكثر تكلفة تنافسية. مادة فوسفات حديد الليثيوم ، فوسفور الليثيوم رخيصة نسبيًا ، لكن بعض التكاليف ، صنع المسحوق ، المعالجة الحرارية والجو الكسول ، متطلبات العملية المختلفة ، مما يؤدي إلى تكاليف البيانات (حوالي 10 واط / طن في الصين) ليست منخفضة مثل الكائنات الحية المعدلة (6 ~ 7 وزن / طن) ، لكن NMC (13 وزن / طن) لا يزال أرخص من LCO (أكثر تكلفة).

السبب: الكوبالت أغلى من النيكل ، والنيكل أغلى من المنغنيز الحديدي. ما هي المواد المستخدمة والتكلفة المستخدمة.

ثم قارن وتحليل بيانات NCM / NCA التالية

الطاقة هي أكبر ميزة (السيارات الكهربائية فقط تريد أن تذهب أبعد من ذلك ، وهذا هو الأهم). بالإضافة إلى ذلك ، مع تطوير بيانات NCM عالية النيكل ، يمكن تحسين كثافة الطاقة للبيانات بشكل أكبر

القوة ليست مشكلة (في الواقع ، بالنسبة للسيارات الكهربائية النقية ، الطاقة أكثر أهمية من خصائص الطاقة ، ولكن بالنسبة للسيارات الهجينة مثل Toyota Prius ، فإن خصائص الطاقة أكثر أهمية ، لكن الفرضية هي أن القوة ليست سيئة).