Lithium chuma phosphate betri: tabia, maombi

Vifaa vya kisasa kila siku ni kuwa ngumu zaidi na wenye nguvu. High viwango teknolojia kufanya madai juu na betri kwamba sasa wanahitaji kuchanganya utendaji ya juu, ufanisi wa nishati, na kuwa na ongezeko la usambazaji wa umeme.

kuanzishwa kwa aina mpya za uzalishaji umeme vifaa, kuongeza kasi ya mchakato wa - wote hii inaongeza na mahitaji ya umeme, na betri ya kisasa inaweza tena daima kukutana nao. Ili kutatua tatizo hili, wazalishaji wamechagua kuboresha teknolojia lithiamu-ion. Hivyo alizaliwa lithiamu chuma phosphate betri (LiFePO4), ambayo ni ukoo kiitikadi ya betri Li-ion.

maelezo ya kihistoria

LiFePO4, au LFP, - madini ya asili olivine familia, mara ya kwanza aligundua mwaka 1996 na wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Texas, John Goodenough, ambaye alikuwa anatafuta njia za kuboresha Li-ion vyanzo madaraka. Hasa ni kwamba madini ina sumu chini na juu ya mafuta utulivu kuliko kitu inayojulikana kwa wakati electrodes.

Mbali na hilo ni walikutana mazingira ya asili, na alikuwa na gharama ya chini. drawback kuu ya electrodes kwa misingi ya LiFePO4 ilikuwa ndogo uwezo umeme, ambayo ni kwa nini lithiamu betri chuma phosphate amekoma kuwa na maendeleo.

Utafiti katika mwelekeo huu walikuwa tena mwaka 2003 katika Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts. timu ya wanasayansi kazi ya uumbaji wa betri kimsingi mpya ambayo wamekua mbadala wa juu zaidi wakati huo betri wakati, Li-ion. mradi nia ya kampuni kubwa kama vile Nokia na Qualcomm, ambayo kuletwa kuibuka betri na mambo LiFePO4 cathode.

LiFePO4 betri kwa misingi ya

Aina hii ya betri inatumia teknolojia hiyo ya kuzalisha umeme, na kawaida ya seli lithiamu-ion kwetu. Hata hivyo, kuna idadi ya tofauti kubwa kati yao. Kwanza, ni kutumia aina yake ya BMS - mfumo wa usimamizi ambayo inalinda betri ya umeme kutoka overcharging na kutokwa kina, inaboresha uimara na kufanya chanzo nishati imara zaidi.

Pili, LiFePO4, tofauti LiCoO2, ni chini sumu. Jambo hili kuruhusiwa kuepuka baadhi ya matatizo yanayohusiana na uchafuzi wa mazingira. Hasa katika kupunguza uzalishaji cobalt kutokana na yasiyofaa ovyo ya betri.

Hatimaye, kutokana na ukosefu wa viwango umoja mambo LFP na nyimbo mbalimbali kemikali, ambayo husababisha mifano ya tofauti ya utendaji juu ya aina mbalimbali. Aidha, hizi nguvu vifaa matengenezo magumu zaidi na lazima kufanyika kwa kufuata sheria fulani.

kiufundi sifa

Inasemekana kuwa lithiamu chuma phosphate betri 48 volts, volts 36 na 60 volts zinazozalishwa na sequentially koppla seli moja, kwa sababu voltage upeo katika LFP sehemu moja inaweza kisichozidi 3.65 V. Kwa hiyo, utendaji wa kila betri inaweza kwa kiasi kikubwa tofauti na kila mmoja - yote inategemea mkutano na hasa cha kemikali.

Kwa ajili ya uchambuzi Utendaji sasa thamani nominella ya seli moja moja.

utambuzi bora wa uwezo wa kila seli ya mtu binafsi katika betri imefikiwa Everexceed. Lithium chuma phosphate betri Everexceed tofauti maisha ya muda mrefu. Wote wanaweza kuhimili hadi 4 elfu mzunguko Charge-usaha. Na kupoteza uwezo wa hadi 20%, na kupatikana tena kwa hifadhi ya nishati unafanyika katika dakika 12. Kutokana na hii, tunaweza kuhitimisha kwamba Everexceed betri ni moja ya wawakilishi bora wa LFP-vipengele.

Faida na Hasara

Faida kuu ya kuwa katika mwanga nzuri inaonyesha lithiamu chuma phosphate betri, kati ya wawakilishi wengine wa CRA, ni maisha marefu. Kama kipengele ni uwezo wa kuhimili zaidi ya 3 elfu malipo-kutokwa mzunguko katika ngazi ya nguvu matone 30%, na zaidi ya 2 elfu - .. Kama imeshuka kwa 20%. Kwa sababu ya hii wastani wa matumizi ya betri ni takriban miaka 7.

Imara malipo ya sasa ni muhimu faida ya pili ya LFP-vipengele. pato voltage bado sawa na 3.2 V mpaka malipo ni nimechoka kabisa. Hii simplifies wiring, kuondoa haja ya wasanifu voltage.

Juu ya kilele ya sasa - ya tatu ya faida zao. Kipengele hiki kinaruhusu betri kuwapa nguvu ya kiwango cha juu hata katika joto chini sana. Mali hii kumesababisha wazalishaji gari kutumia lithiamu chuma phosphate betri kama chanzo cha nishati ya msingi wakati wa kuanzisha petroli na dizeli.

Pamoja na faida zote, LiFePO4 betri na moja kubwa drawback - wingi kubwa na vipimo. Hii hupunguza matumizi yao katika baadhi ya aina ya mashine na vifaa vya umeme.

Makala ya operesheni

Kama kununua tayari-alifanya betri lithiamu-phosphate, matatizo ya matengenezo na uendeshaji huwezi kuwa nayo. shukrani zote na ukweli kwamba wazalishaji wa mambo kama hayo kuingizwa katika BMS bodi ili kuzuia overcharging na kuzuia kutokwa kipengele kwa kiwango cha chini kabisa.

Lakini kama kununua seli binafsi (betri penlight, kwa mfano), basi una kufuatilia kwa umakini nguvu ya betri peke yake. Wakati malipo matone chini ya kiwango muhimu (2.00 V hapa chini) kwa kasi kubwa kuanguka na capacitance, na kuifanya vigumu kuchaji seli. Kama, kinyume chake, kuwa overcharged (juu 3.75 V), simu ya tu bulges kutokana na gesi kutolewa.

Kama ni kutumia betri hayo kwa gari umeme, baada ya 100% malipo lazima kukatwa sinia betri. Vinginevyo, betri swells kutokana na ukifishwaji ya electrocution.

sheria ya uendeshaji

Kama mpango wa kutumia betri lithiamu-phosphate katika hali ya mzunguko na katika buffer, kwa mfano, kama chanzo cha nguvu-ups au kwa kushirikiana na betri ya jua, unahitaji kutunza kupunguza kiwango cha malipo ya 3.40-3.45 V. kukabiliana na kazi hii husaidia 'smart' chaja kwamba moja kwa moja kwanza kabisa kufidia usambazaji wa nishati, na kisha chini ya kiwango cha dhiki.

Wakati wa operesheni, unahitaji kufuatilia mizani ya seli au matumizi ya malipo maalum kusawazisha (katika betri, ni kujengwa kwa gari umeme). kiini usawa aitwaye hali kama hiyo, wakati voltage jumla ya kifaa ni katika ngazi ya nominella, lakini kiini voltage inakuwa tofauti.

Jambo hili ni kutokana na tofauti ya kuhimili ya sehemu ya mtu binafsi, maskini mawasiliano therebetween. Kama seli zina voltages mbalimbali, na ni kutofautiana yao malipo-kutokwa, ambayo kwa kiasi kikubwa hupunguza maisha ya betri.

Kuweka betri katika operesheni

Kabla ya kutumia betri lithiamu phosphate wamekusanyika kutoka seli tofauti, huduma za lazima zichukuliwe mfumo kusawazisha, kama sehemu unaweza kuwa na malipo ngazi mbalimbali. Kwa ajili hiyo vipengele vyote yanahusiana sambamba na ni kushikamana na rectifier, chaja. United hivi ni muhimu malipo seli 3.6 V.

Kwa kutumia betri lithiamu chuma phosphate kwa baiskeli umeme, pengine niliona kwamba katika dakika ya kwanza ya betri hutoa nguvu ya kiwango cha juu, na kisha malipo ni kwa kasi kuanguka na kiwango cha 3.3-3.0 V. Usiogope ya hii, kwa sababu ni kazi ya kawaida ya betri . ukweli kwamba wengi wa uwezo wake (kama 90%) lipo katika masafa haya.

hitimisho

Ufanisi lithiamu-phosphate betri ni 20-30% ya juu kuliko ile ya betri nyingine. Wakati huo huo wao kutumikia kwa miaka 2-3 kwa muda mrefu kuliko chanzo cha umeme, pamoja na kutoa ya sasa imara katika kipindi chote cha utendaji. Hii yote inaonyesha mambo yaliyowasilishwa katika mwanga nzuri.

Hata hivyo, watu wengi kupuuza na lithiamu chuma phosphate betri. Faida na hasara ya betri rangi kabla bei yao - ni mara 5-6 zaidi kuliko kawaida kwa sisi seli-asidi kuongoza. betri Hii gari gharama wastani wa juu ya 26 elfu. rubles.