Абмеркаванне: Чаму не фасфат жалеза літый?

Ці бяспечныя ў выкарыстанні электрамабілі Tesla? Чаму б не выкарыстоўваць літый-жалеза-фасфатныя акумулятары? Наступныя адказы прыходзяць ад практыкуючых літыевых батарэй.

Як інжынер, які працаваў у навукова-даследчым інстытуце, я нарэшце атрымаў магчымасць сказаць некалькі слоў пра сваю сферу.

Перш за ўсё, каб выправіць гэтую канцэпцыю, літыевая батарэя – гэта абрэвіятура таго, што мы звычайна называем літыевай батарэяй. Тое, што вы называеце сегнетоэлектричество, на самай справе з’яўляецца свайго роду літыевай батарэяй. Ён выкарыстоўвае фасфат жалеза літыя ў якасці дадзеных станоўчага электрода. Гэта свайго роду літыевая батарэя.

Зараз давайце пачнем з простай версіі абстракцыі паверхні:

Tesla выкарыстоўвае Panasonic з NCA ў якасці станоўчага электрода і плануе поўную сістэму кіравання батарэяй для забеспячэння і павышэння эфектыўнасці і бяспекі працы батарэі. Што тычыцца таго, ці сапраўды гэта бяспечна, на гэта нельга адказаць. Калі вы хочаце пагаварыць пра самазагаранне, то хачу таксама сказаць, што бензінавыя аўтамабілі таксама летам самазапальваюцца.

Што нас больш за ўсё турбуе, што тычыцца чыста электрычных транспартных сродкаў? Гэта недалёка ад трывогі, таму што шчыльнасць энергіі, якую могуць захоўваць батарэі, вельмі нізкая. У наш час шчыльнасць энергіі аўтамабільных акумулятараў звычайна складае ад 100 да 150 Вт/кг, а шчыльнасць энергіі бензіну — каля 10,000 XNUMX. ш/кг. Так што нават калі вы носіце з сабой кучу батарэй, як чарапаха, вы не справіцеся з гэтым. Давайце пасмяемся, як электрамабілі застаюцца без энергіі падчас штодзённага працэсу зарадкі.

Найбольшым недахопам сучаснай тэхналогіі батарэі з’яўляецца яе нізкая шчыльнасць энергіі, якая значна адстае ад закона Мура. Не кажыце пра пусты літый, нават калі іх шчыльнасць энергіі недастаткова высокая, яны далёка не карысныя …

Асноўная прычына невыкарыстання літый-жалеза-фасфатных акумулятараў, я хацеў бы сказаць, – гэта малая ёмістасць і нізкая энергія (літый-жалеза-фасфатных батарэй крыху менш за 3, напружанне ніжэй, 3.4В, значыць, меншая энергія). У практычных ужываннях аўтамабільныя акумулятары аб’ядноўваюць паслядоўна і паралельна, а для павышэння напружання патрабуецца метад паслядоўнага злучэння. У гэты час узгодненасць напружання і ёмістасці ячэек паміж рознымі батарэямі становіцца вельмі важнай, і не варта казаць, што ёмістасць малая.

Каб параўнаць некалькі станоўчых дадзеных, мы павінны ўвесці гэты графік, а менавіта пяць важных функцыянальных крытэрыяў:

Магутнасць, жыццё, кошт, бяспека і энергія.

Параўнальныя дадзеныя – гэта NMC/NCA патройныя дадзеныя/NCA, LCO кобальтат літыя, LFP літый-жалезафасфат і LMO манганат літыя. NCA і NCM – блізкія сваякі, таму іх тут аб’ядноўваюць.

З малюнка мы бачым:

Статыстыка альянсу

Энергія найменшая (на жаль, нізкая магутнасць – гэта праблема, нізкае напружанне – гэта праблема 3.4 В, напрыклад, літыевая NMC шпінель 4.7 В). Месца абмежавана, таму не размяшчайце тут крывыя зарада і разраду.

Магутнасць зусім не нізкая (пілотны тэст літый-жалеза-фасфату 5C можа дасягнуць падзення 130 мАг/г (PHOSTECH таксама можа…) Вугляродны пакет + множнік нанаданых па-ранейшаму вельмі магутны!

Бяспека жыцця і жыцця лепшае, што важна, таму што мяркуецца, што полианион PO43-

Акрамя таго, кісларод лепш спалучаецца з электралітам, у выніку чаго зніжаецца рэакцыйная здольнасць. У адрозненне ад трайных дадзеных, прасцей адлюстроўваць бурбалкі кіслароду і іншыя з’явы. З пункту гледжання працягласці жыцця, як правіла, лічыцца, што ён можа зрабіць 4000 цыклаў.

Кошт высокая, а кошт фасфату жалеза літыя добрая. Кошт займае другое месца пасля LMO-манганата літыя (гэта рэч, спальванне паветра, крыніца марганца танна), і другая па канкурэнтаздольнасці. Фасфат-літый-жалеза матэрыял, літый-фосфар адносна танны, але некаторыя выдаткі на выраб парашка, тэрмічную апрацоўку і лянівую атмасферу, розныя патрабаванні да працэсу, у выніку чаго выдаткі на дадзеныя (каля 10 ват/т у Кітаі) не такія нізкія, як ЖІО (6 ~ 7 w/t), але NMC (13 w/t) па-ранейшаму танней, чым LCO (даражэй).

Прычына: кобальт даражэй за нікель, а нікель даражэй за феромарганец. Які матэрыял выкарыстоўваецца і які кошт выкарыстоўваецца.

Затым параўнайце і прааналізуйце наступныя дадзеныя NCM/NCA

Энергетыка – гэта самая вялікая перавага (электрамабілі проста хочуць ісці далей, гэта самае галоўнае). Акрамя таго, з распрацоўкай дадзеных NCM з высокім утрыманнем нікелю, шчыльнасць энергіі дадзеных можа быць дадаткова палепшана

Магутнасць не з’яўляецца праблемай (на самай справе, для чыста электрычных транспартных сродкаў энергія важней, чым характарыстыкі магутнасці, але для гібрыдных аўтамабіляў, такіх як Toyota Prius, характарыстыкі магутнасці важней, але перадумова заключаецца ў тым, што магутнасць нядрэнная).