Tesla'nın 2021 Q3 raporu, araçlarında yeni standart olarak LiFePO4 pillere geçişi duyurdu.Ancak LiFePO4 piller tam olarak nedir?
NEW YORK, NEW YORK, ABD, 26 Mayıs 2022 /EINPresswire.com/ — Li-Ion pillere daha iyi bir alternatif mi?Bu pillerin diğer pillerden farkı nedir?
LiFePO4 Pillere Giriş
Lityum demir fosfat (LFP) pil, daha hızlı şarj ve deşarj oranlarına sahip bir lityum iyon pildir.Katot olarak LiFePO4 ve anot olarak metalik destekli grafit karbon elektrot içeren şarj edilebilir bir pildir.
LiFePO4 piller, lityum iyon pillerden daha düşük enerji yoğunluğuna ve daha düşük çalışma voltajlarına sahiptir.Düz eğrilerle düşük deşarj oranlarına sahiptirler ve Li-ion'dan daha güvenlidirler.Bu piller aynı zamanda lityum ferrofosfat piller olarak da bilinir.
LiFePO4 Pillerin İcadı
LiFePO4 PillerJohn B. Goodenough ve Arumugam Manthiram tarafından icat edilmiştir.Lityum iyon pillerde kullanılan malzemeleri ilk tanımlayanlar arasındaydılar.Anot malzemeleri, erken kısa devre eğilimleri nedeniyle lityum iyon piller için ideal değildir.
Bilim adamları, katot malzemelerinin lityum iyon pil katotlarına kıyasla daha iyi olduğunu buldular.Bu, özellikle LiFePO4 pil modellerinde fark edilir.Kararlılığı ve iletkenliği arttırırlar ve çeşitli diğer yönleri geliştirirler.
Bu günlerde, LiFePO4 piller her yerde bulunur ve teknelerde, güneş sistemlerinde ve araçlarda kullanım dahil olmak üzere çeşitli uygulamalara sahiptir.LiFePO4 piller kobalt içermez ve çoğu alternatiften daha ucuzdur.Toksik değildir ve daha uzun raf ömrüne sahiptir.
LFP Akülerinde Akü Yönetim Sistemlerinin İşlevi
LFP pilleri, bağlı hücrelerden daha fazlasını içerir;pilin güvenli sınırlar içinde kalmasını sağlayan bir sisteme sahiptirler.Bir pil yönetim sistemi (BMS), güvenliği sağlamak ve pil ömrünü uzatmak için çalışma koşulları altında pili korur, kontrol eder ve izler.
LFP Akülerinde Akü Yönetim Sistemlerinin İşlevi
Lityum demir fosfat hücreleri daha toleranslı olmasına rağmen, yine de şarj sırasında aşırı gerilime eğilimlidirler ve bu da performansı düşürür.Katot için kullanılan malzeme potansiyel olarak bozulabilir ve stabilitesini kaybedebilir.BMS, her hücrenin çıkışını düzenler ve pilin maksimum voltajının korunmasını sağlar.
Elektrot malzemeleri bozulduğunda, Düşük Voltaj ciddi bir endişe haline gelir.Herhangi bir hücrenin voltajı belirli bir eşiğin altına düşerse, BMS pili devreden ayırır.Aynı zamanda aşırı akım durumunda bir geri dönüş durdurma işlevi görür ve kısa devre sırasında çalışmasını durdurur.
LiFePO4 Piller ve Lityum İyon Piller
LiFePO4 piller, saat gibi giyilebilir cihazlar için uygun değildir.Diğer lityum pillerden daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptirler.Ancak güneş enerjisi sistemleri, karavanlar, golf arabaları, bas tekneleri ve elektrikli motosikletler için en iyisidir.
Bu pillerin ana avantajlarından biri çevrim ömürleridir.
Bu piller diğerlerinden 4 kat daha uzun süre dayanabilir.Daha güvenlidirler ve %100'e kadar deşarj derinliğine ulaşabilirler, yani daha uzun süre kullanılabilirler.
Aşağıda, bu pillerin Li-ion pillere daha iyi bir alternatif olmasının diğer nedenleri bulunmaktadır.
Düşük maliyetli
LFP piller, demir ve fosfordan yapılır, çok büyük ölçekte çıkarılır ve ucuzdur.LFP pillerin maliyetinin, nikel açısından zengin NMC pillerden kg başına yüzde 70 kadar daha düşük olduğu tahmin edilmektedir.Kimyasal bileşimi maliyet avantajı sağlar.LFP piller için bildirilen en düşük hücre fiyatları, 2020'de ilk kez 100 $/kWh'nin altına düştü.
Küçük Çevresel Etki
LFP piller, pahalı olan ve büyük bir çevresel etkiye sahip olan nikel veya kobalt içermez.Bu piller, çevre dostu olduklarını gösteren şarj edilebilir pillerdir.
Geliştirilmiş Verimlilik ve Performans
LFP piller, uzun ömürleriyle bilinirler ve bu da onları zaman içinde güvenilir ve tutarlı güç çıkışı gerektiren uygulamalar için popüler bir seçim haline getirir.Bu piller, diğer lityum iyon pillere göre daha yavaş kapasite kaybı oranlarına sahiptir ve bu da performanslarını uzun vadede korumaya yardımcı olur.Ek olarak, daha düşük bir çalışma voltajına sahiptirler, bu da daha az dahili direnç ve daha hızlı şarj/deşarj hızları sağlar.
Gelişmiş Güvenlik ve Kararlılık
LFP pilleri termal ve kimyasal olarak kararlıdır, bu nedenle patlama veya alev alma olasılıkları daha düşüktür.LFP, nikel açısından zengin NMC'nin altıda birini üretir.LFP pillerinde Co-O bağı daha güçlü olduğundan, kısa devre veya aşırı ısınma durumunda oksijen atomları daha yavaş salınır.Ayrıca, tam şarjlı hücrelerde lityum kalmaz, bu da onları diğer lityum hücrelerde görülen ekzotermik reaksiyonlara kıyasla oksijen kaybına karşı oldukça dirençli hale getirir.
Küçük ve Hafif
LFP Piller, lityum manganez oksit pillerden yaklaşık %50 daha hafiftir.Kurşun asitli akülerden %70'e kadar daha hafiftirler.Bir araçta LiFePO4 pil kullandığınızda daha az gaz kullanırsınız ve daha fazla manevra kabiliyetiniz olur.Ayrıca küçük ve kompakt olmaları, scooter, tekne, RV veya endüstriyel uygulamanızda yerden tasarruf etmenizi sağlar.
LiFePO4 Piller ve Lityum Olmayan Piller
Lityum olmayan pillerin bir takım avantajları vardır, ancak eski teknoloji pahalı ve daha az verimli olduğundan yeni LiFePo4 pillerin potansiyeli göz önüne alındığında orta vadede değiştirilmeleri muhtemeldir.
Kurşun asit piller
Kurşun asitli piller ilk başta uygun maliyetli görünebilir, ancak uzun vadede daha pahalı hale gelirler.Bunun nedeni, daha sık bakım ve değiştirme gerektirmeleridir.Bir LiFePO4 pil, bakım gerektirmeden 2-4 kat daha uzun süre dayanır.
Jel Piller
Jel piller, LiFePO4 piller gibi, sık şarj gerektirmez ve depolanırken şarjlarını kaybetmezler.Ancak jel piller daha yavaş şarj olur.Yıkımı önlemek için tamamen şarj olur olmaz bağlantılarının kesilmesi gerekir.
AGM Aküler
AGM pilleri %50 kapasitenin altında hasar görme riski yüksekken, LiFePO4 piller herhangi bir hasar riski olmadan tamamen deşarj edilebilir.Ayrıca onları ayakta tutmak zordur.
LiFePO4 Piller için Başvurular
LiFePO4 piller, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok değerli uygulamaya sahiptir:
Balıkçı Tekneleri ve Kayıklar: Daha kısa şarj süresi ve daha uzun çalışma süresi ile suda daha fazla zaman geçirebilirsiniz.Daha az ağırlık, yüksek bahisli balıkçılık yarışmaları sırasında daha kolay kullanım ve hız tümseği sağlar.
Mobilite scooterları ve mopedler: Sizi yavaşlatacak hiçbir ölü ağırlık yoktur.Pilinize zarar vermeden anlık yolculuklar için pilinizi tam kapasitenin altında şarj edin.
Güneş enerjisi konfigürasyonları: Güneşin gücünü kullanmak için hayatın sizi götürdüğü her yerde (bir dağa tırmanırken veya şebekeden uzakta olsanız bile) hafif LiFePO4 pilleri taşıyın.
Ticari kullanım: Bunlar, zemin makineleri, bagaj kapıları ve daha fazlası gibi endüstriyel uygulamalar için ideal hale getiren en güvenli, en sağlam lityum pillerdir.
Ayrıca, lityum demir fosfat piller, el feneri, elektronik sigara, radyo ekipmanı, acil durum aydınlatması ve diğer öğeler gibi birçok başka cihaza güç sağlar.
Geniş Ölçekli LFP Uygulaması için Olanaklar
LFP pilleri alternatiflerinden daha ucuz ve daha kararlı olsa da, enerji yoğunluğu yaygın olarak benimsenmesinin önünde önemli bir engel olmuştur.LFP pilleri, %15 ile %25 arasında değişen çok daha düşük bir enerji yoğunluğuna sahiptir.Ancak bu, 359Wh/litre enerji yoğunluğuna sahip Şanghay yapımı Model 3'te kullanılanlar gibi daha kalın elektrotlar kullanılarak değişiyor.
LFP pillerin uzun kullanım ömrü nedeniyle, benzer ağırlıktaki Li-ion pillerden daha fazla kapasiteye sahiptirler.Bu, bu pillerin enerji yoğunluğunun zamanla daha benzer hale geleceği anlamına gelir.
Kitlesel kabulün önündeki bir diğer engel de, Çin'in çok sayıda LFP patenti nedeniyle pazara hakim olmasıdır.Bu patentlerin süresi dolduğunda, araç üretimi gibi LFP üretiminin de yerelleştirileceğine dair spekülasyonlar var.
Ford, Volkswagen ve Tesla gibi büyük otomobil üreticileri, nikel veya kobalt formülasyonlarını değiştirerek teknolojiyi giderek daha fazla kullanıyor.Tesla'nın üç aylık güncellemesinde yaptığı son duyuru sadece bir başlangıç.Tesla, daha yüksek enerji yoğunluğu ve menziline sahip olacak olan 4680 pil paketi hakkında da kısa bir güncelleme yaptı.Tesla'nın daha fazla hücreyi yoğunlaştırmak ve daha düşük enerji yoğunluğunu barındırmak için "hücreden pakete" yapı kullanması da mümkündür.
Yaşına rağmen, LFP ve pil maliyetlerindeki azalma, toplu EV'nin benimsenmesini hızlandırmada kritik olabilir.2023 yılına kadar, lityum iyon fiyatlarının 100$/kWh'ye yakın olması bekleniyor.LFP'ler, otomobil üreticilerinin yalnızca fiyattan ziyade kolaylık veya şarj süresi gibi faktörleri vurgulamasına olanak sağlayabilir.
Gönderim zamanı: Ağu-10-2022