بحث: چرا لیتیوم آهن فسفات نیست؟

آیا استفاده از خودروهای الکتریکی تسلا ایمن است؟ چرا از باتری های لیتیوم آهن فسفات استفاده نمی کنید؟ پاسخ‌های زیر از سوی متخصصان باتری لیتیومی آمده است.

من به عنوان یک مهندس شاغل در یک موسسه تحقیقاتی، بالاخره این فرصت را پیدا کردم که چند کلمه در مورد رشته خود بگویم.

اول از همه، برای اصلاح این مفهوم، باتری لیتیومی مخفف چیزی است که ما معمولا باتری لیتیومی می نامیم. آنچه شما فروالکتریک می نامید در واقع نوعی باتری لیتیومی است. از فسفات آهن لیتیوم به عنوان داده های الکترود مثبت استفاده می کند. این یک نوع باتری لیتیومی است.

حالا بیایید با یک نسخه ساده از انتزاع سطح شروع کنیم:

تسلا از پاناسونیک با NCA به عنوان الکترود مثبت استفاده می کند و یک سیستم مدیریت باتری کامل را برای اطمینان و بهبود کارایی و ایمنی عملکرد باتری برنامه ریزی می کند. در مورد اینکه آیا قطعاً ایمن است، نمی توان به این پاسخ پاسخ داد. اگر می خواهید در مورد احتراق خود به خود صحبت کنید، این را هم بگویم که خودروهای بنزینی نیز در تابستان خود به خود مشتعل می شوند.

برای وسایل نقلیه الکتریکی خالص، ما بیشتر نگران چه چیزی هستیم؟ این دور از اضطراب نیست، زیرا چگالی انرژی که باتری ها می توانند ذخیره کنند بسیار کم است. امروزه چگالی انرژی باتری خودروها معمولاً 100 تا 150 وات ساعت بر کیلوگرم و چگالی انرژی بنزین حدود 10,000 است. ساعت / کیلوگرم بنابراین حتی اگر شما یک دسته باتری مانند یک لاک پشت حمل کنید، نمی توانید آن را اداره کنید. بیایید بخندیم که چگونه خودروهای برقی در طول فرآیند شارژ روزانه تمام می شوند.

بزرگترین ضعف فناوری فعلی باتری، چگالی انرژی کم آن است که از قانون مور بسیار عقب است. در مورد لیتیوم خالی صحبت نکنید، حتی اگر چگالی انرژی آنها به اندازه کافی بالا نباشد، آنها از مفید بودن دور هستند.

دلیل اصلی عدم استفاده از باتری های لیتیوم آهن فسفات، می خواهم بگویم ظرفیت کم و کم انرژی است (فسفات آهن لیتیوم کمی کمتر از 3، ولتاژ کمتر، 3.4 ولت، بنابراین انرژی کمتر). در کاربردهای عملی، بسته‌های باتری خودرو همگی به صورت سری و موازی ترکیب می‌شوند و برای افزایش ولتاژ به یک روش اتصال سری نیاز است. در این زمان، ثبات ولتاژ سلول و ظرفیت بین باتری‌های مختلف بسیار مهم می‌شود و احتیاط نیست که بگوییم ظرفیت کم است.

برای مقایسه چندین نقطه داده مثبت، باید این نمودار، یعنی پنج معیار عملکردی مهم را معرفی کنیم:

قدرت، عمر، هزینه، ایمنی و انرژی.

داده های مقایسه ای NMC/NCA داده های سه گانه/NCA، LCO لیتیوم کبالتات، LFP لیتیوم فسفات آهن و LMO لیتیوم منگنات است. NCA و NCM خویشاوندان نزدیک هستند، بنابراین در اینجا گروه بندی می شوند.

از تصویر می توانیم ببینیم:

آمار اتحاد

انرژی کوچکترین است (متاسفانه ظرفیت کم مشکل است، ولتاژ پایین مشکل 3.4 ولت است، مانند اسپینل لیتیوم NMC 4.7 ولت). فضا محدود است، بنابراین منحنی شارژ و دشارژ را در اینجا قرار ندهید.

قدرت اصلا کم نیست (آزمایش آزمایشی فسفات آهن لیتیوم 5C می تواند به افت 130 میلی آمپر ساعت در گرم برسد (PHOSTECH همچنین می تواند …) بسته کربن + ضرب کننده داده نانو هنوز بسیار قدرتمند است!

ایمنی زندگی و جان بهترین ها هستند، که مهم است زیرا حدس می زنند که پلی آنیون PO43-

علاوه بر این، اکسیژن بهتر با الکترولیت ترکیب می شود و در نتیجه واکنش پذیری کمتری دارد. برخلاف داده های سه تایی، نمایش حباب های اکسیژن و سایر پدیده ها آسان تر است. از نظر طول عمر، به طور کلی در نظر گرفته می شود که قادر به انجام 4000 چرخه است.

هزینه بالا است و قیمت فسفات آهن لیتیوم خوب است. هزینه پس از لیتیوم منگنات LMO (این چیز، احتراق هوا، منبع منگنز ارزان است) و دومین رقابتی است. مواد فسفات آهن لیتیوم، فسفر لیتیوم نسبتاً ارزان است، اما برخی از هزینه ها، ساخت پودر، عملیات حرارتی و جو تنبل، نیازهای فرآیند مختلف و در نتیجه هزینه های داده (حدود 10 w/t در چین) به اندازه LMO پایین نیست (6 ~ 7 w/t)، اما NMC (13 w/t) همچنان ارزان‌تر از LCO (گران‌تر) است.

دلیل: کبالت گرانتر از نیکل و نیکل گرانتر از فرومنگنز است. چه متریالی و چه هزینه ای استفاده می شود.

سپس داده های NCM/NCA زیر را مقایسه و تجزیه و تحلیل کنید

انرژی بزرگترین مزیت است (خودروهای برقی فقط می خواهند جلوتر بروند، این مهمترین است). علاوه بر این، با توسعه داده های NCM نیکل بالا، چگالی انرژی داده ها را می توان بیشتر بهبود بخشید.

قدرت مشکلی ندارد (در واقع، برای خودروهای الکتریکی خالص، انرژی مهمتر از ویژگی های قدرت است، اما برای خودروهای هیبریدی مانند تویوتا پریوس، ویژگی های قدرت مهم تر است، اما فرض این است که قدرت بد نیست).