דיון: למה לא פוספט ליתיום ברזל?

האם המכוניות החשמליות של טסלה בטוחות לשימוש? למה לא להשתמש בסוללות ליתיום ברזל פוספט? התשובות הבאות מגיעות מאנשי סוללת ליתיום.

כמהנדס שעובד במכון מחקר, סוף סוף הזדמן לי לומר כמה מילים על התחום שלי.

קודם כל, על מנת לתקן את המושג הזה, סוללת ליתיום היא הקיצור של מה שאנו מכנים בדרך כלל סוללת ליתיום. מה שאתה מכנה ferroelektricity הוא למעשה סוג של סוללת ליתיום. הוא משתמש בפוספט ליתיום ברזל כנתוני האלקטרודה החיוביים. זה סוג של סוללת ליתיום.

עכשיו נתחיל עם גרסה פשוטה של ​​הפשטה משטח:

טסלה משתמשת ב- Panasonic, עם NCA בתור האלקטרודה החיובית, ומתכננת מערכת ניהול סוללה מלאה כדי להבטיח ולשפר את היעילות והבטיחות של פעולת הסוללה. לגבי האם זה בטוח בטוח, לא ניתן לענות על זה. אם אתה רוצה לדבר על בעירה ספונטנית, אני רוצה לומר גם שמכוניות בנזין יתלקחו מאליה בקיץ.

לגבי כלי רכב חשמליים טהורים, ממה אנחנו הכי מודאגים? זה לא רחוק מחרדה, מכיוון שצפיפות האנרגיה שסוללות יכולות לאגור היא נמוכה מאוד. כיום, צפיפות האנרגיה של מצברים לרכב היא בדרך כלל 100 עד 150 וואט/ק”ג, וצפיפות האנרגיה של בנזין היא כ-10,000. wh/kg. אז גם אם אתה נושא חבורה של סוללות כמו צב, אתה לא יכול להתמודד עם זה. בואו נצחק איך מכוניות חשמליות אוזלות בכוח בתהליך הטעינה היומי.

החולשה הגדולה ביותר של טכנולוגיית הסוללה הנוכחית היא צפיפות האנרגיה הנמוכה שלה, אשר מפגרת הרחק מאחורי חוק מור. אל תדבר על ליתיום ריק, גם אם צפיפות האנרגיה שלהם לא מספיק גבוהה, הם רחוקים מלהיות שימושיים…

הסיבה העיקרית לאי שימוש בסוללות ליתיום ברזל פוספט, אני רוצה לומר, היא קיבולת נמוכה ואנרגיה נמוכה (ליתיום ברזל פוספט מעט פחות מ-3, מתח נמוך יותר, 3.4V, אז אנרגיה נמוכה יותר). ביישומים מעשיים, חבילות סוללות לרכב משולבות כולן בסדרות ובמקבילות, ונדרשת שיטת חיבור סדרתית להגברת המתח. בשלב זה, העקביות של מתח התא והקיבולת בין סוללות שונות הופכת חשובה מאוד, ואין זה נבון לומר שהקיבולת נמוכה.

על מנת להשוות מספר נקודות נתונים חיוביות, עלינו להציג את הגרף הזה, כלומר חמישה קריטריונים פונקציונליים חשובים:

כוח, חיים, עלות, בטיחות ואנרגיה.

הנתונים ההשוואתיים הם NMC/NCA משולש נתונים/NCA, LCO ליתיום קובלטאט, LFP ליתיום ברזל פוספט ו-LMO ליתיום מנגנט. NCA ו-NCM הם קרובי משפחה, אז הם מקובצים כאן.

מהתמונה נוכל לראות:

סטטיסטיקה של הברית

האנרגיה היא הקטנה ביותר (למרבה הצער, קיבולת נמוכה היא בעיה, מתח נמוך הוא בעיה של 3.4V, כמו 4.7V ליתיום NMC ספינל). המקום מוגבל, אז אל תכניס כאן עקומות טעינה ופריקה.

ההספק לא נמוך בכלל (מבחן הפיילוט של ליתיום ברזל פוספט 5C יכול להגיע לירידה של 130mAh/g (PHOSTECH יכול גם…) חבילת הפחמן + מכפיל נתונים ננו עדיין חזק מאוד!

החיים ובטיחות החיים הם הטובים ביותר, וזה חשוב כי משערים שהפוליאניון PO43-

בנוסף, חמצן משתלב טוב יותר עם האלקטרוליט, וכתוצאה מכך תגובתיות נמוכה יותר. בניגוד לנתונים משולשים, קל יותר להציג בועות חמצן ותופעות אחרות. במונחים של תוחלת חיים, זה נחשב בדרך כלל להיות מסוגל לעשות 4000 מחזורים.

העלות גבוהה, והעלות של ליתיום ברזל פוספט טובה. העלות היא שנייה רק ​​ל-LMO ליתיום מנגנט (הדבר הזה, בעירת אוויר, מקור מנגן זול), והשני הכי תחרותי. חומר ליתיום ברזל פוספט, ליתיום זרחן זול יחסית, אבל עלויות מסוימות, ייצור אבקה, טיפול בחום ואווירה עצלנית, דרישות תהליך שונות, וכתוצאה מכך עלויות נתונים (כ-10 ואט/ט בסין) אינן נמוכות כמו LMO (6 ~ 7 w/t), אבל NMC (13 w/t) עדיין זול יותר מ-LCO (יקר יותר).

סיבה: קובלט יקר יותר מניקל, וניקל יקר יותר מפרומנגן. באיזה חומר משתמשים ובאיזו עלות משתמשים.

לאחר מכן השווה ונתח את נתוני ה-NCM/NCA הבאים

אנרגיה היא היתרון הגדול ביותר (מכוניות חשמליות רק רוצות להגיע רחוק יותר, זה הכי חשוב). בנוסף, עם פיתוח נתוני NCM גבוהים של ניקל, ניתן לשפר עוד יותר את צפיפות האנרגיה של הנתונים

כוח אין בעיה (למעשה, לרכבים חשמליים טהורים, האנרגיה חשובה יותר ממאפייני הספק, אבל לרכבים היברידיים כמו טויוטה פריוס, מאפייני ההספק חשובים יותר, אבל הנחת היסוד היא שהכוח לא רע).