Kuigi viimasel ajal on uudiseid tahkisakude kohta, on pooljuhtakude puhul veel palju raskusi, mida lahendada. Selle kaubandusliku masstootmise ja uutes energiasõidukites rakendamiseni on veel palju teha. 48VAGV liitiumaku.jpg

Toiteakude praegune põhivool on endiselt kolmekomponentsed akud ja liitiumraudfosfaatakud. Viimase aja jooksul on liitiumraudfosfaatpatareid kogunud hoogu ja üha enam uusi energiaga sõiduautosid on vahetatud kolmekomponentsete akude asemel liitiumraudfosfaat-akusid.

Selles artiklis vaadeldakse kolmekomponentsete akude ja liitiumraudfosfaatpatareide erinevust viiest vaatenurgast: ohutus, energiatihedus, tühjenemine madalal temperatuuril, laadimise tõhusus ja tsükli eluiga.

1. Turvalisus

Tera aku on liitiumraudfosfaataku. Tera aku on tõestanud, et suudab läbida karmi nõelravi testi, samas kui kolmekomponentne aku ei suuda. Seetõttu on liitiumraudfosfaadi aku turvalisem kui kolmekomponentne aku.

Lisaks on liitiumraudfosfaatkatoodi materjali enda termiline stabiilsus palju parem kui kolmekomponentsel liitiumil. Sellel on äärmiselt kõrge stabiilsus 500 kraadi Celsiuse järgi. Termiline jooksmine toimub siis, kui see ületab 800 kraadi Celsiuse järgi. Lisaks on liitiumraudfosfaatpatarei soojuseraldus väga aeglane ja see ei eralda lagunemisel hapnikku, vähendades tulekahjuohtu.

Seevastu kolmekomponentsed liitiumakud hakkavad lahustuma umbes 300 kraadi Celsiuse järgi. Uute energiasõidukite isesüttimisel võtavad kolmekomponentsed liitiumakumudelid suurema osakaalu.

2. Energia tihedus

Kodumaiste ettevõtete avaliku teabe kohaselt on tavaline, et tipptasemel kolmekomponentsete akude energiatihedus on 250 Wh/kg või rohkem, samas kui praeguse kodumaise liitiumraudfosfaatpatarei energiatihedus on umbes 180 Wh/kg.

Sellest vaatenurgast on kolmekomponentse aku energiatihedus parem kui liitiumraudfosfaatpatareil.

Kuigi BYD poolt välja töötatud laba aku on parandanud akuelemendi rekombinatsiooni efektiivsust ja mahuline energiatihedus on kasvanud kuni 50%, on tegemist struktuurimuudatusega. Liitiumraudfosfaatpatarei individuaalne energiatihedus ei ole suurenenud.

3. Madala temperatuuriga tühjendamine

Võrdluseks, miinus 20 kraadi Celsiuse juures on kolmekomponentsetel liitiumakudel liitiumraudfosfaatpatareide ees ilmsed eelised.

Üksikasjad on näidatud alloleval joonisel:

image.png

Pildi allikas: Electronic Forum

4. Laadimise efektiivsus

Praegu on turul kõige levinum laadimisviis konstantse voolu ja pideva pingega laadimine. Tavaliselt rakendatakse seda laadimise alguses. Kõigepealt kasutatakse pideva voolu laadimist. Sel ajal on vool suurem ja laadimise efektiivsus suhteliselt kõrgem. Kui pinge jõuab teatud väärtuseni, siis see väheneb. Vool muudetakse pideva pinge laadimisele, et akut saaks täis laadida.

Selles protsessis nimetatakse konstantse voolu laadimisvõimsuse ja aku koguvõimsuse suhet konstantse voolu suhteks, mis on võtmeväärtus akude rühma laadimise efektiivsuse mõõtmiseks laadimise ajal. Tavaliselt, mida suurem on protsent, seda rohkem laetakse püsivoolu staadiumis elektrit. Mida kõrgem see on, seda suurem on aku laadimise efektiivsus.

Kogu laadimis- ja tühjendusvoolu suhe kogu akusse on laadimis- ja tühjenemiskiirus. Andmetest on näha, et kui kolmekomponentset liitiumakut ja liitiumraudfosfaatpatarei laadida alla kümnekordse kiirusega, ei ole konstantse voolu suhte osas olulist erinevust. Raud-liitiumaku konstantse voolu suhe väheneb kiiresti ja laadimise efektiivsus väheneb kiiresti. On näha, et kolmekomponentsel liitiumakul on laadimise efektiivsuse osas suurem eelis.

5. Tsükli elu

Kui järelejäänud võimsus on testi lõpuks 80% esialgsest võimsusest, on liitiumraudfosfaatpatarei praeguse laborikatse tsükli kestus üle 3,500 korra ja mõnel on see jõudnud 5,000 korrani.

Kolmekomponendilise liitiumaku katsetsükli eluiga on umbes 2500 korda. Tsükli eluea punktis on liitiumraudfosfaataku tegelik eluiga palju pikem kui kolmekomponentsel liitiumakul.

Sama tsüklite arvu korral on liitiumraudfosfaatpatarei järelejäänud mahutavus vaid palju suurem kui kolmekomponendilise liitiumaku oma. Kolmekomponentset liitiumakut tsüklistatakse 3900 korda ja järelejäänud mahutavus on 66%. Liitiumraudfosfaatpatarei tsüklit kasutatakse 5000 korda ja järelejäänud mahutavus on 84%. Liitiumraudfosfaatpatareil on ilmsed eelised.

Ülaltoodud analüüsist on näha, et liitiumraudfosfaadil on ilmsed eelised ohutuse ja tsükli eluea osas; kolmekomponentsed akud on paremad energiatiheduse, madala temperatuuri tühjenemise ja laadimistõhususe poolest.

Muidugi ei saa öelda, kumb kahest akust on parem, sest neil kõigil on oma suurepärased rakendusstsenaariumid.
与 此 原文 有关 的 更多 信息 要 查看 翻译 翻译 信息 您 必须 输入 相应 原文