Inona ny sela LiFePO4?

Ny sela LiFePO4 dia sela bateria lithium-ion azo averina izay mampiasa phosphate vy lithium ho fitaovana katoda ary karbaona graphitika ho anode. Ireo sela ireo dia miasa amin'ny voltase 3.2V isaky ny sela ary miavaka amin'ny simika Lithium-ion hafa noho ny fahamarinan'ny hafanana ambony, ny faharetan'ny tsingerina, ary ny fiarovana ny mombamomba azy.

Ny rafitra fototra amin'ny sela LiFePO4 dia misy singa telo voalohany miasa miaraka. Ny cathode dia mampiasa lithium iron phosphate (LiFePO4), fitaovana iray izay manome fitoniana ara-drafitra miavaka mandritra ny fihodinan'ny fiampangana sy ny fivoahana. Ny anode dia misy karbaona graphitika miaraka amin'ny lamosina metaly, manamora ny hetsika lithium-ion mahomby. Eo anelanelan'ireo electrodes ireo dia misy vahaolana electrolyte sira lithium izay ahafahan'ny famindrana ion, misaraka amin'ny membrane izay manakana ny fifandraisana mivantana raha mamela ny fikorianan'ny ion.

Ny tena mampiavaka an'io simia io dia ny tanjaky ny fatoran'ny oksizenina-phosphate. Ity fatoran'ny P-O ao amin'ny ion (PO4)3− ity dia manaporofo fa matanjaka kokoa noho ireo fatorana hita ao amin'ny firafitry ny oksida metaly tetezamita nentim-paharazana. Mandritra ny adin-tsaina mafana na ny fanararaotana ara-batana, ity fatorana matanjaka ity dia manakana ny famotsorana oksizenina izay mazàna mahatonga ny fandosirana mafana amin'ny simika lithium hafa. Ny fitaovana dia tena misy ho toy ny triphylite mineraly, na dia miankina amin'ny fizotran'ny sentetika aza ny famokarana ara-barotra mba tsy miovaova.

Ny lalan'ny fampandrosoana ny teknolojia LiFePO4 dia niatrika sakana lehibe tamin'ny voalohany: tsy fahampian'ny herinaratra. Ireo mpikaroka ao amin'ny MIT sy Hydro-Québec dia nandresy io fetra io tamin'ny alalan'ny fanavaozana lehibe roa. Ny voalohany dia tafiditra amin'ny fampihenana ny haben'ny poti amin'ny refy nanoscale, mampitombo be ny velaran-tany azo ampiasaina amin'ny fifandraisan'ny lithium-ion. Ny fomba faharoa dia nanarona ireo poti-javatra ireo tamin'ny fitaovana conductive toy ny nanotubes karbônina, namorona lalana elektronika manerana ny fitaovana. Ireo fandrosoana ireo, izay vita teo anelanelan'ny taona 2002 sy 2015, dia nanova ny LiFePO4 avy amin'ny fahalianana amin'ny laboratoara ho lasa teknolojia mahomby ara-barotra.

Ny sela LiFePO4 dia manome masontsivana ara-teknika manokana izay mamaritra ny valopy fiasan'izy ireo. Ny voltase nominal 3.2V isaky ny sela dia ahafahan'ny sela efatra mifamatotra amin'ny andiany hamokatra 12.8V, mifanandrify akaiky amin'ny fenitry ny asidra firaka 12V-. Matetika mahatratra 3.65V ny fanerena fanerena, raha toa ka mipetraka ao amin'ny 2.5V ny famotsorana ny fivoahana mba hisorohana ny fahasimbana tsy azo ovaina. Ny fiasana eo ambanin'io tokonam-baravarana io dia miteraka fanafoanana ny LiFePO4 ao amin'ny FePO4, ka manimba tanteraka ny firafitry ny sela.

Ny hakitroky ny angovo dia maneho ny fepetra fototra ahafahan'ny LiFePO4 manao varotra{1}}ho tombontsoa hafa. Ny sela ankehitriny dia mahatratra 90-160 Wh/kg, miaraka amin'ny fanambaran'ny CATL tamin'ny 2024 momba ny sela 205 Wh/kg nanamarika ny fandrosoana farany. Izany dia ampitahaina amin'ny 250-300 Wh / kg ho an'ny bateria NMC sy 260 Wh / kg ho an'ny sela NCA ampiasaina amin'ny fampiharana avo lenta. Ny hakitroky ny angovo volumetric dia mahatratra 220 Wh / L. Na dia mandeha amin'ny simika lithium hafa aza ireo isa ireo, dia nihena be ny elanelana tamin'ny tsy fahampiana 14% hita tamin'ny taona 2008.

Ny fiainan'ny tsingerina dia heverina ho toy ny famaritana manaitra indrindra. Ao anatin'ny toe-javatra tsara indrindra, ny sela LiFePO4 kalitao dia mahazaka 3.000 ka hatramin'ny 10.000 ny tsingerin'ny fivoahana feno- alohan'ny hidina ho 80% amin'ny tany am-boalohany. Ny mpanamboatra sasany izao dia mitaky tsingerina 15.000 ho an'ny variana -manaraka avo{12}}manaraka. Mihoatra ny tsingerina 500-1 000 mahazatra ny bateria NMC sy ny tsingerina 300-500 an'ny bateria asidra firaka mahazatra izany. Ny fampiharana amin'izao tontolo izao dia manamafy ireo tarehimarika ao amin'ny laboratoara ireo, miaraka amin'ny sela voakarakara tsara izay manome 10+ taona niasana.

Ny fandeferana amin'ny maripana dia manitatra ny fahafaha-miasa. Ny sela LiFePO4 dia miasa manerana ny -20 degre hatramin'ny 60 degre (-4 degre F hatramin'ny 140 degre F), miaraka amin'ny famandrihana eo anelanelan'ny 0 degre sy 45 degre (32 degre F hatramin'ny 113 degre F). Ny variana avo lenta ambany kokoa avy amin'ny mpanamboatra toa an'i Grepow dia mitazona 85% amin'ny -20 degre ary 55% amin'ny -40 degre, mamela ny fametrahana amin'ny tontolo mangatsiaka be, anisan'izany ny fampiharana fikarohana ara-tafika sy arctic.

Ny fahamarinan-toerana mafana dia manavaka ny LiFePO4 amin'ny simika Lithium-ion amin'ny fomba azo refesina. Ny fitaovana dia mitazona ny fahamendrehana ara-drafitra amin'ny mari-pana eo anelanelan'ny 350 degre ka hatramin'ny 500 degre, mihoatra lavitra noho ny teboka fanimbana ny LiCoO2 sy ny katoda spinel manganese. Rehefa iharan'ny fitsapana fidiran'ny fantsika, ny fiampangana tafahoatra, na ny circuits fohy, ny sela LiFePO4 dia manohitra ny fandoroana izay mety hitera-doza ny simika hafa.

Ity mombamomba fiarovana ity dia avy amin'ny toetra mampiavaka ny simika. Mandritra ny fiampangana, tsy misy fametahana metaly lithium mitranga eo amin'ny anode na dia ao anatin'ny toe-javatra ratsy aza. Ny fatana feno feno dia misy litium sisa tavela kely indrindra ao amin'ny firafitry ny cathode-tsy misy mijanona ao amin'ny sela LFP tena misy fiampangana, raha ampitahaina amin'ny 50% eo amin'ny sela LiCoO2. Ity tsy fisian'ny lithium reactive ity dia manafoana ny loharanon-jiro voalohany. Fanampin'izany, ny fatoran'ny P-O matanjaka dia manakana ny famoahana oksizenina mandritra ny hetsika mafana, manala ny oxidizer ilaina amin'ny fandoroana.

Ny fahamarinan-toeran'ny fitaovana mandritra ny fifindra-monina lithium dia manampy refy fiarovana hafa. Rehefa miditra sy mivoaka ny litium mandritra ny bisikileta, dia mandalo fiovana kely ny LiFePO4. Ny firafitry ny kristaly lithiated sy delithiated dia mijanona ho mitovy, manakana ny adin-tsaina mekanika izay mety hanimba ny firafitry ny sela amin'ny simika hafa. Ny sela LiCoO2 dia mahatsapa fanitarana tsy-linirana mandritra ny delithiation, ka miteraka fahalemena mekanika miangona mandritra ny tsingerina.

Ny sela LiFePO4 dia tonga amin'ny endrika ara-batana telo voalohany, samy natao ho an'ny fampiharana samihafa. Ny sela cylindrical-amboarina amin'ny habe toa ny 18650, 21700, 26650, ary 32650-dia maneho ny endrika tranainy indrindra sy matotra indrindra. Ny endrika cylindrical dia mizara ny tsindry anatiny mitovy amin'ny ety ambonin'ny tany, manatsara ny fiparitahan'ny hafanana sy ny tanjaky ny mekanika. Nahatratra haavo avo lenta ny automatique famokarana, ka mahatonga ireo sela ireo ho lafo-ho an'ny fampiharana mitaky singa kely kokoa. Ny fisafidianana ny sela cylindrical 21700 Tesla ho an'ny fiara Model 3 dia manamarina ity endrika ity ho an'ny fampiasana fiara be dia be.

Ny cellule prismatic dia mametaka ny stack electrode ao anaty trano mahitsizoro mafy, matetika aluminium na vy. Io endri-javatra io dia mampitombo ny fampiasana habaka amin'ny fonosana bateria, satria miendrika mahitsizoro tsy misy banga. Ny sela prismatic matetika dia manomboka amin'ny 30Ah ka hatramin'ny 300Ah isaky ny tarika, mampihena ny isan'ny sela sy ny fahasarotan'ny BMS amin'ny fametrahana lehibe. Ny tranga henjana dia manome fiarovana tsara sy fanalefahana ny hafanana. Ny mpanamboatra lehibe anisan'izany ny CATL, EVE, ary GOTION dia mamokatra sela LiFePO4 prismatika ho an'ny fiara elektrônika sy ny fampiharana fitahirizana grid, izay ny endrika no mibahan-toerana amin'ny fametrahana mizana ilaina.

Ny selan'ny paosy dia mandrakotra ny elektrôda amin'ny laminate plastika -aluminium malefaka. Ity famolavolana ity dia manafoana ny trano metaly henjana, mampihena ny lanjany amin'ny 30% eo ho eo raha oharina amin'ny sela prismatic manana fahaiza-manao mitovy. Ny endrika mora azo dia ahafahan'ny endrika mahazatra apetraka amin'ny habaka tsy ara-dalàna, indrindra amin'ny fitaovana elektronika mpanjifa sy fitaovana azo entina. Na izany aza, ny ivelany malefaka dia manome fiarovana kely kokoa ary mahatonga ny sela ho mora mivonto mandritra ny fahanterana. Ny selan'ny paosy dia mila fanohanana ara-drafitra ivelany amin'ny fitambaran'ny batterie.

Ny tsenan'ny bateria LiFePO4 dia niaina fitomboana lehibe, miaraka amin'ny tsena manerantany mitentina $ 17.1 miliara amin'ny 2024 ary vinavinaina hahatratra $ 72.8-84.2 miliara amin'ny 2034-2035, misolo tena ny taham-pitomboana isan-taona amin'ny 15.7-17.3%. Ity fanitarana ity dia taratry ny fitomboan'ny fananganana amin'ny fiara elektrika, ny rafitra fitahirizana angovo ary ny fampiharana indostrialy isan-karazany.

Ny mpanamboatra sinoa amin'izao fotoana izao dia mitazona -manara-maso ampihimamba ny fahafaha-mamokatra LFP. Tamin'ny taona 2021, orinasa -ao Shina no namokatra manodidina ny 90%-n'ny vovon'ny LFP manerantany. Ny orinasa toa an'i Shenzhen Dynanonic dia nampiakatra ny fahafahan'ny LFP isan-taona avy amin'ny 500 taonina ka hatramin'ny 265.000 taonina tao anatin'ny folo taona. Ny CATL, BYD, GOTION, ary ireo mpanamboatra batterie sinoa hafa dia nanangana toeran'ny tsena lehibe, miaraka amin'i Tesla sy BYD irery no mitentina 68% amin'ny bateria LFP napetraka amin'ny EV tamin'ny Septambra 2022.

Nihena be ny vidin'ny sela, nanatsara ny fifaninanana ara-toekarena. Ny vidin'ny cellule LFP voalaza fa ambany indrindra dia nidina avy amin'ny $137/kWh eo ho eo tamin'ny 2020 ka hatramin'ny $100/kWh tamin'ny 2023. Tany am-piandohan'ny taona 2024, ny VDA -sela LFP dia tafakatra ambanin'ny $70/kWh tany Chine, ary misy mpanamboatra fiara mitatitra ny vidin'ny vidin'ny vidin'ny $56/kWh. Manodidina ny $115/kWh eo amin'ny $115/kWh eo ho eo amin'ny mpanjifa amerikanina ny fonosan'ny bateria natambatra tamin'ny tapaky ny 2024. Ny vinavinan'ny indostria dia manoro hevitra ny mety hihena bebe kokoa amin'ny $ 44 / kWh satria mizana famokarana sy fameperana patanty - izay nanomboka lany tamin'ny taona 2022-famokarana misokatra ho an'ny mpanamboatra maro kokoa.

Ny firafitry ny sarany dia manome vahana ny LFP amin'ny totalin'ny vidin'ny kajy ny fananana. Ny fanadihadiana nataon'ny Departemantan'ny Angovo tamin'ny taona 2020 dia nahita fa ny vidin'ny -kWh ho an'ny rafitra fitahirizana angovo mifototra amin'ny LFP-dia nihena 6% teo ho eo noho ny rafitra NMC, raha nanombana ny androm-piasany maharitra 67% noho ny faharetan'ny tsingerina ambony. Ity fampifangaroana ny vidiny ambany kokoa sy ny androm-panompoana maharitra ity dia manome toro-hevitra bebe kokoa amin'ny fividianana fanapahan-kevitra momba ny simia LFP ho an'ny fampiharana tsy tapaka.

Ny fananganana fiara elektrika dia mitondra ny ampahany lehibe indrindra amin'ny fangatahana sela LiFePO4. Nafindran'i Tesla ho amin'ny bateria LFP avokoa ny fiara -manara-penitra Model 3 sy Model Y novokarina taorian'ny Oktobra 2021, noho ny tombotsoan'ny vidiny sy ny fiheverana ny rojo famatsiana. BYD dia manangana ny filaharany EV manontolo amin'ny simika LFP. Ny hakitroky ny angovo ambany kokoa raha oharina amin'ny bateria NMC dia mila fonosana bateria lehibe kokoa ho an'ny faritra mitovy, fa ny sazy lanja dia azo ekena amin'ny fiara izay ny fiarovana, ny vidiny ary ny faharetan'ny fiainana dia laharam-pahamehana noho ny tombony azo amin'ny marginal. Ny famakafakana ny tsena dia manondro ny LFP tamin'ny fomba ofisialy nihoatra ny bateria ternary tamin'ny taona 2021 miaraka amin'ny 52% amin'ny fahafahan'ny EV napetraka, miaraka amin'ny vinavina milaza fa hihoatra ny 60% ny anjara LFP amin'ny 2025.

Ny rafitra fitahirizana angovo dia maneho ny sehatra fampiharana lehibe faharoa. Ny fametrahana trano fonenana avy amin'ny orinasa toa an'i Enphase, SonnenBatterie, ary Tesla (Powerwall 3, navoaka tamin'ny 2023) dia mampiasa simika LFP ho an'ny herin'ny backup an-trano sy ny fampidirana masoandro. Ny fandeferana avo lenta amin'ny fiampangana be loatra dia ahafahan'ny sela mifandray mivantana amin'ny panneaux solaire tsy misy mpanara-maso ny fiampangana be pitsiny, manatsotra ny rafitry ny rafitra. Fametrahana mizana -utility dia mandray soa avy amin'ny faharetan'ny tsingerin'ny LFP-manana zava-dehibe ho an'ny rindranasa fanamafisam-peo izay mety mihodina imbetsaka isan'andro. Tesla dia nanova ny batterany Megapack -mahazatra azy ho lasa simika LFP tamin'ny 2021.

Ny fampiharana fiara an-dranomasina sy fialamboly dia manararaotra ny tombony amin'ny lanjan'ny LFP sy ny fikojakojana-maimaim-poana. ny36 volt lithium ion bateriaNy fandrindrana, mazàna natsangana avy amin'ny sela LiFePO4 roa ambin'ny folo misesy (12 × 3.2V=38.4V nominal), dia lasa fenitra ho an'ny motera trolling elektrika sy sarety golf. Ireo rafitra ireo dia milanja eo amin'ny-ampahatelon'ny bateria asidra firaka-mitovitovy nefa manome 4,000+ cycle life ary 100% halalin'ny-fahaizana mivoaka. Ny fanamafisam-peo 36V dia manome hery ampy ho an'ny fanetsiketsehana an-dranomasina sy ny fiarandalamby golf ary mitazona ny fifandanjana amin'ny voltase miaraka amin'ireo mpanara-maso maotera efa misy.

Ny fitaovana indostrialy anisan'izany ny forklift, AGV (fiara mandeha ho azy) ary milina fanadiovana ara-barotra dia mihamitombo hatrany ny mamaritra ny bateria LFP. Ny fahafahan'ny famandrihana haingana -(charge feno ao anatin'ny 1,5 ora amin'ny tahan'ny 1C) dia mampihena ny fotoana tsy miasa. Ny tahan'ny fivoahana avo-mitohy 1C hatramin'ny 3C miankina amin'ny naotin'ny sela, miaraka amin'ny taham-pifamoivoizana mahatratra 10C-dia manome ny fipoahana herinaratra ilaina amin'ny fanafainganana sy ny fiakarana. Ny fandeferan'ny batterie amin'ny fampandehanana ampahany-amin'ny-dia manafoana ny "effet mémoire" izay manimba ny teknolojian'ny bateria taloha.

LiFePO4 cells

Ny sela LiFePO4 dia amidy amin'ny naoty kalitao izay misy fiantraikany lehibe amin'ny fahombiazana sy ny faharetana. Ny selan'ny Grade A dia maneho ny famokarana ambony indrindra amin'ny -ambaratonga avo indrindra miaraka amin'ny fepetra mifanaraka amin'ny fahafaha-manao ao anatin'ny 2%, ny fanoherana anatiny ambanin'ny 0,3 mΩ, ary ny fiainan'ny tsingerina mihoatra ny tsingerina 3,000-6,000 amin'ny halalin'ny fivoahana 100%. Ireo sela ireo dia mandalo fitsapana henjana ao anatin'izany ny fanamarinana ny fahaiza-manao, ny fandrefesana ny fanoherana anatiny, ary ny fisavana ny tsy fitovian'ny volt. Ny fanamiana batch dia mamela ny fampifandanjana ny fonosana mora kokoa sy ny fahasimbana azo vinavinaina kokoa.

Ny selan'ny Grade B dia mampiseho fiviliana kely avy amin'ny famaritana faratampony. Mety hidina 3-5% ambanin'ny naoty ny fahafaha-manao, miakatra kely ny fanoherana anatiny, ary nidina ho tsingerina 2,000-3,000 ny fanantenan'ny fiainana. Ireo sela ireo dia manaporofo fa ampy ho an'ny fampiharana tsy dia mitaky be loatra izay tsy dia mitsikera ny fampandehanana tanteraka sy ny faharetana. Ny fitsitsiana ny sarany 20-30% raha oharina amin'ny Grade A dia mahatonga azy ireo ho mahasarika ho an'ny tetikasa mifantoka amin'ny tetibola.

Ny selan'ny grade C dia maneho ny famokarana tsy nahafeno ny fenitra-ambonimbony kokoa. Mety hihoatra ny 5% ny fahasamihafan'ny fahafaha-manao, mety hiakatra ny fanoherana anatiny, ary latsaka ambanin'ny tsingerina 2,000 ny faminaniana momba ny fiainana. Ny tsy fitovian'ny batch dia miteraka fanamby mampifandanja amin'ny fonosana sela maro-. Na dia miasa aza, ireo sela ireo dia tsy mifanaraka afa-tsy amin'ireo fampiharana izay manana fepetra faran'izay kely indrindra ary azo ekena ny fanoloana aloha.

Rehefa mamokatra sela, ny mpamatsy malaza dia manome tatitra momba ny andrana amin'ny orinasa mirakitra ny fahaiza-manao, ny fanoherana anatiny, ny bolts ary ny valin'ny fitsapana tsingerina. Ny fanamarinana avy amin'ny ISO, CE, UL, ary UN38.3 dia manondro ny fanarahana ny fenitra iraisam-pirenena momba ny fiarovana sy ny fahombiazany. Ny sela mora indrindra dia matetika tsy manana antontan-taratasy sy fanamarinana, mitondra risika lehibe amin'ny tsy fahombiazana aloha loatra na olana momba ny fiarovana.

Ny sela LiFePO4 dia mitaky protocole manokana momba ny fiampangana mba hanamafisana ny androm-piainany ary hiantohana ny fiarovana. Manomboka amin'ny fiampangana amin'ny 0,5C (antsasaky ny ampamp-adin'ny sela) ny fomba famandrihana tsy tapaka (CC-CV) mahazatra (CC{3}}CV) ka mahatratra 3,65V isaky ny sela. Ny charger dia mitazona io voltase io raha toa ka mihena tsikelikely mankany amin'ny 0.05C ny tariby, izay manondro ny fiampangana feno. Manodidina ny 3 ora eo ho eo amin'ny tahan'ny 0.5C ny totalin'ny famandrihana. Afaka mamita ny dingana ao anatin'ny adiny 1,5 amin'ny alalan'ny courant 1C ny protocole famandrihana haingana, na dia manafaingana kely{15}}ny fahasimbana maharitra aza izany.

Tena zava-dehibe ny fanaraha-maso ny mari-pana mandritra ny famandrihana. Ny ankamaroan'ny sela dia mamaritra ny haavon'ny fiampangana 0-45 degre, miaraka amin'ny fiampangana eo ambanin'ny 0 degre miteraka fahasimbana amin'ny takelaka lithium. Ny rafi-pitantanana batterie efa mandroso dia mampiditra sensor maripana izay mampiato ny famandrihana ivelan'ny faritra azo antoka na, amin'ny fanamafisana ny bateria mafana, ny sela mafana alohan'ny hamelana ny fiampangana. Miitatra midadasika kokoa ny mari-pana mivoaka, matetika -20 degre ka hatramin'ny 60 degre, na dia mihena vetivety aza ny fahafaha-manao amin'ny hafanana tafahoatra.

Battery Management Systems (BMS) dia miasa amin'ny fiarovana ilaina amin'ny fampiharana LiFePO4. Ny BMS dia manara-maso ny boltsn'ny sela tsirairay, misoroka ny fiampangana tafahoatra mihoatra ny 3.65V sy ny fivoahana mihoatra ny -ambany 2.5V-ireo toe-javatra roa manimba sela ireo. Ny famerana amin'izao fotoana izao dia manakana ny fihoaran'ny fahafahan'ny sela misy naoty, raha miaro amin'ny hetsika mafana kosa ny fahatapahan'ny maripana. Amin'ny fandrindrana sela maro-, ny BMS dia manao fampifandanjana sela, miantoka fa ny sela rehetra dia mahatratra ny famandrihana mitovy na dia eo aza ny fiovaovan'ny fahafaha-manao kely.

Ny famantarana momba ny fiampangana dia manolotra fanamby miavaka amin'ny simia LFP. Tsy sahala amin'ny karazana lithium-ion hafa izay mampiseho ny fihenan'ny voltora mifanandrify amin'ny fivoahana, ny LiFePO4 dia mitazona voltora tsy dia tsara loatra mandritra ny 20-90% SOC. Ny tombantomban'ny SOC mifototra amin'ny Voltage -dia tsy azo ianteherana amin'ity faritra ity. Ny fampiharana BMS avo lenta dia mampiasa ny fanisana coulomb-amperin'ny fanaraha-maso-ora miditra sy mivoaka miaraka amin'ny tsingerin'ny calibration tsindraindray mba hitazonana ny famakiana SOC marina.

LiFePO4 cells

Ny batteries Lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) dia manome hakitroky ny angovo ambony kokoa, matetika 150-200 Wh/kg, ahafahan'ny batterie maivana kokoa ho an'ny fahaiza-manao mitovy. Ity tombony ity dia manan-danja indrindra amin'ny fiara elektrônika aerospace sy mahomby izay misy fiantraikany amin'ny elanelana sy ny hafainganam-pandeha ny kilao. Na izany aza, ny bateria NMC dia lafo kokoa, tsingerina kely kokoa (1,000-2,000 cycles mahazatra), ary mitondra risika mandositra mafana kokoa. Ny simia dia mitaky nikela sy kobalta, samy iharan'ny teritery amin'ny famatsiana sy ny olana momba ny etika.

Ny bateria lithium nickel cobalt aluminium oxide (NCA) dia manosika ny haavon'ny angovo ho ambony kokoa, mahatratra 250-300 Wh / kg amin'ny sela premium. Tesla dia nampiasa ny sela Panasonic NCA ho an'ny tsipika fiara. Ny simia dia manome hakitroky hery tsara ho an'ny fanafainganana haingana nefa mizara ny fetran'ny NMC momba ny fiainana tsingerina sy ny fahamarinan-toerana mafana. Ny vidin'ny famokarana dia mihoatra ny LFP.

Ny bateria asidra firaka dia mijanona ho mahazatra amin'ny fampiharana manao laharam-pahamehana ny vidiny voalohany indrindra. Amin'ny $100-150/kWh ho an'ny bateria feno, ny asidra firaka-dia mandresy ny vidin'ny LFP mialoha. Na izany aza, ny fampitahana dia misaraka amin'ny totalin'ny vidin'ny fananana. Ny asidra firaka dia tsy manome afa-tsy 300-500 tsingerina amin'ny halalin'ny fivoahana 50%, mila fikojakojana tsy tapaka, ary milanja 3-4 heny noho ny LFP mitovy amin'izany. Ny tsingerina fanoloana dimy taona ho an'ny asidra firaka sy 10+ taona ho an'ny LFP dia mamadika ny tombom-barotra amin'ny famakafakana mandritra ny taona maro.

Ny batterie solid-dia maneho fomba hafa vao misondrotra taona maro avy amin'ny famokarana ara-barotra amin'ny ankapobeny. Ireo batteries ireo dia mampanantena ny hakitroky ny angovo avo kokoa sy ny fiarovana ny fiarovana amin'ny fanoloana ny electrolyte ranoka amin'ny fitaovana seramika na polymer. Na izany aza, ny fanamby amin'ny famokarana, ny sarany lafo ary ny fahatokisana maharitra-tsy voaporofo dia mitazona ny teknolojia matanjaka-ao amin'ny dingana fampandrosoana hatramin'ny 2024.

Ny famolavolana rafitra LiFePO4 araka ny tokony ho izy dia mitaky fifantohana amin'ny fanamafisana ny voltora sy ny fepetra takiana. Ny fifandraisana andiam-pandrefesana dia mampitombo ny voly (sela 3.2V efatra dia manome 12.8V), raha ny fifandraisana mifanila dia manampy fahafaha-manao (sela roa 100Ah mifanitsy manome 200Ah). Na izany aza, ny fampifangaroana ny sela avy amin'ny mpanamboatra samihafa, ny daty fividianana, na ny andiany famokarana aza dia miteraka tsy fifandanjana izay manafaingana ny fahasimbana. Ny fanao tsara indrindra dia mamaritra ny sela mitovy novidina miaraka ho an'ny fonosana bateria.

Ny fametrahana ara-batana dia tsy maintsy mifanaraka amin'ny fitantanana ny hafanana ary mamela ny fanitarana kely mandritra ny fandidiana. Na dia miaina fivontosana kely aza ny LiFePO4 raha oharina amin'ny simika hafa, dia mbola mivelatra kely ny sela miaraka amin'ny fiovan'ny mari-pana sy ny fahanterana. Ny fametahana henjana izay misakana an'io fanitarana io dia miteraka adin-tsaina mekanika mitarika ho amin'ny tsy fahombiazana aloha loatra. Ny rafitra fametahana dia tokony hanome fitazonana azo antoka ary mamela fiovana kely amin'ny refy.

Ny fitantanana mafana dia manomboka amin'ny fampangatsiahana mandeha mankany amin'ny fampangatsiahana mavitrika arakaraka ny fangatahana fampiharana. Miankina matetika amin'ny convection natoraly sy ny fanaraha-maso ny maripana amin'ny manodidina. Ny fampiasa amin'izao fotoana izao -avo toy ny fiara elektrika dia mila fampangatsiahana mavitrika, matetika rafitra rivotra na ranoka izay mitazona sela ao anatin'ny mari-pana miasa 20-30 degre. Mifanohitra amin'izany, ny fampiharana amin'ny toetr'andro mangatsiaka dia mety mila singa fanafanana mba hampidirana ny sela ao anatin'ny mari-pana azo antoka amin'ny famandrihana alohan'ny hanaiky ny venty.

Mitaky fanovàna ny fotodrafitrasa famenoana asidra misy firaka-izay mifanaraka amin'ny LiFePO4. Ny famandrihana asidra firaka mahazatra-natokana ho an'ny voltase farany 14.4V dia hampiakatra ampahany amin'ny banky 12V LFP ihany, ka mijanona eo amin'ny 50-60% ny famandrihana. Tanjona-ny famandrihana LiFePO4 namboarina dia mikendry 14.4-14.6V (sela 4 × 3.6V) mba hamenoana tanteraka. Ny tsy fisian'ny fitakiana fiampangana mitsingevana dia manamora ny rafitra LFP-rehefa voampanga, ny bateria dia afaka mipetraka mandritra ny fotoana tsy misy rivo-doza, satria ny tahan'ny fandoavan-tena dia latsaky ny 3% isam-bolana.

Ny simia LiFePO4 dia misoroka ny olana ara-moraly sy ara-tontolo iainana mifandraika amin'ny fitrandrahana kobalta sy nikela. Ny fitrandrahana kobalta ao amin'ny Repoblika Demokratikan'i Kongo dia ahitana-fanitsakitsahana ny zon'olombelona voarakitra tsara sy ny fampiasana zaza tsy ampy taona. Ny fitrandrahana nikela dia miteraka fahasimbana goavana amin'ny tontolo iainana amin'ny alàlan'ny fandotoana ny tailing sy ny fanimbana ny toeram-ponenana. Ny bateria LFP dia manafoana tanteraka ireo olana ireo, amin'ny fampiasana vy sy phosphate be dia be ary mizara ara-jeografika.

Ny dian-tongotra karbaona amin'ny sela LiFePO4 dia mihazakazaka ambany noho ny NMC sy ny NCA. Ny fanodinana mora kokoa ny akora sy ny fitakiana angovo ambany kokoa mandritra ny famokarana dia mampihena ny karbaona misy vatana. Ny famakafakana amin'ny androm-piainana mampitaha ny simika amin'ny bateria dia nahita fa ny bateria LFP dia miteraka 15% eo ho eo amin'ny CO2 mitovy amin'ny famokarana noho ny bateria NMC manana fahaiza-manao mitovy.

Mitondra fahafahana sy fanamby ny fiafaran'ny-ny-fiainana. Ny tsy fisian'ny kobalta sy ny nikela dia mampihena ny fandrisihana ara-toekarena amin'ny fanodinana, satria ambany ny vidin'ny tsenan'ny akora naverina. Na izany aza, ny lithium sy ny vy dia samy mendrika ny fanarenana noho ny antony ara-tontolo iainana. Ny fizotry ny fanodinana mipoitra dia afaka mamerina ny 95%+ ny fitaovana avy amin'ny sela LiFePO4 amin'ny alàlan'ny fomba fanodinana hydrometallurgical na mivantana. -Fampiharana fiainana faharoa dia manome lalana hafa, miaraka amin'ireo sela efa misotro ronono avy amin'ny EV amin'ny fahafaha-manao 70-80% mahita fampiasa vaovao amin'ny fitahirizana tsy mijanona izay tsy dia mitsikera loatra ny hakitroky ny angovo.

Ny faharetan'ny andro fiasan'ny bateria LFP dia manatsara ny mari-pandrefesana maharitra. Ny bateria maharitra 10 taona amin'ny tsingerina 6.000 sy ny 3 taona amin'ny tsingerina 1.000 dia midika fa vitsy ny tsingerina famokarana, mihena ny fanjifana akora, ary mihena ny fako isaky ny kilowatt-ora amin'ny famokarana angovo. Ity tombony maharitra maharitra ity dia mety maneho ny fandraisana anjara lehibe indrindra amin'ny tontolo iainana an'ny LiFePO4.

LiFePO4 cells

Ny fanambaran'ny CATL tamin'ny taona 2024 momba ny sela LiFePO4 205 Wh / kg dia manamarika ny dingana lehibe amin'ny hakitroky ny angovo, manidy ny elanelana amin'ny simika mifaninana nefa tsy manao sorona ny fiainana na ny fiarovana. Nahatratra izany ny orinasa tamin'ny alàlan'ny fanatsarana ny electrode sy ny injeniera potika voadio, mitazona ny vidin'ny famokarana amin'ny ambaratonga efa misy. Raha voamarina amin'ny famokarana ara-barotra, ireo sela ireo dia mahatonga ny LFP ho azo ampiasaina ho an'ny fampiharana izay mitaky ny hafa amin'ny hakitroky angovo ambony kokoa.

Mamaha ny iray amin'ireo fetra sisa tavela amin'ny LFP ny fivoaran'ny fiampangana haingana- Ny bateria Shenxing an'ny CATL, navoaka tamin'ny 2023 miaraka amin'ny famokarana faobe nomanina ho an'ny faran'ny taona 2024, dia manome 400 km (248 kilaometatra) amin'ny fiampangana 10 minitra. Mba hahatratrarana izany dia ilaina ny fandrosoana amin'ny famolavolana electrode, ny fananganana electrolyte ary ny fitantanana mafana. Manakaiky ny fotoana famenoana ny fiara mahazatra ny hafainganana famenoana toy izany, manala sakana lehibe amin'ny fananganana EV.

Manitatra ny valopy fampandehanan'ny LFP ny fanatsarana ny fampisehoana amin'ny maripana ambany-. Ny fandrafetana manokana avy amin'ny mpanamboatra toa an'i Grepow dia mitazona tanjaka 85% amin'ny -20 degre ary mijanona ho miasa amin'ny -45 degre. Ireo sela mangatsiaka mangatsiaka ireo dia mamela ny fametrahana LiFePO4 amin'ny toetr'andro tsy mety teo aloha, manokatra tsena any amin'ny faritra avaratra sy ny fampiharana avo lenta. Ny teknôlôjia dia mahasoa indrindra amin'ny fitaovana miaramila, rafitra aerospace ary fikarohana siantifika any amin'ny faritra polar.

Ny sela-ho-fonosana sy ny sela-to-ny fanavaozana chassis dia manafoana ny haavon'ny maody nentim-paharazana, mampiditra ny sela mivantana amin'ny singa ara-drafitra. Ny famolavolana ny Blade Battery an'ny BYD dia mandamina ny sela prismatic ho singa ara-drafitra, manatsara ny fahombiazan'ny volumetric amin'ny 50% raha manatsotra ny fivoriambe. Ny fonosan'ny bateria ara-drafitra an'i Tesla ao amin'ny fiara 4680-cell dia mahazo fampidirana mitovy. Ireo fandrosoana ara-javakanto ireo dia manonitra amin'ny ampahany ny tsy fahampian'ny angovo angovo an'ny LFP amin'ny alàlan'ny fampiasana habakabaka tsara kokoa.

Ny sela LiFePO4 mazàna dia manome tsingerina feno 3,000-6,000 alohan'ny hahatratrarana 80% ny fitazonana fahafaha-manao, izay midika hoe 10+ taona amin'ny ankamaroan'ny fampiharana. Ny tena androm-piainan'ny tena dia miankina betsaka amin'ny fomba fampiasana-bisikileta marivo (20-80% SOC) dia afaka manitatra ny androm-piainana hatramin'ny 10,000+ tsingerina, fa ny fivoahana lalina tsy tapaka mankany amin'ny tosidra tapaka dia manafaingana ny fahanterana. Ny fitantanana ny mari-pana dia misy fiantraikany lehibe amin'ny faharetana, miaraka amin'ny sela miasa ao amin'ny 20-30 degre ambient maharitra maharitra kokoa noho ireo voan'ny hafanana tafahoatra. Ny fiarovana BMS mety amin'ny over-voltage, under-voltage, ary ny onjam-peo tafahoatra dia manaporofo fa tena ilaina amin'ny fanatrarana ny fiainana tsingerina nomena.

Ny fampifangaroana sela avy amin'ny mpanamboatra samihafa, ny andiany famokarana, na ny daty fividianana dia miteraka risika azo antoka sy azo antoka. Ny sela dia manana fahasamihafan-javatra manjavozavo eo amin'ny fahaiza-manaony, ny fanoherana anatiny ary ny toetran'ny voltora na dia mitovy aza ny naoty. Ireo fiovaovana ireo dia miteraka fiampangana tsy mifandanja izay ahafahan'ny sela sasany mahazo charging feno alohan'ny hafa, ka miteraka -volta be loatra amin'ny sela sasany ary ambany-famandrihana amin'ny hafa. Rehefa mandeha ny fotoana, io tsy fitoviana io dia manafaingana ny fahapotehan'ny sela malemy indrindra, izay mety hiteraka tsy fahombiazan'ny rafitra. Ny fanao tsara indrindra dia mitaky ny fampiasana sela mifanandrify novidina miaraka ho an'ny fonosana bateria rehetra, miantoka ny fampandehanana tsy tapaka sy ny androm-piainany ambony indrindra.

Ny rafi-pitantanana ny bateria dia miaro ny sela LiFePO4 amin'ny toe-javatra izay miteraka fahasimbana maharitra na loza ateraky ny fiarovana. Ny BMS dia manakana ny fiampangana mihoatra ny 3.65V isaky ny sela, izay miteraka fametahana lithium ary manafaingana ny fahanterana. Izy io dia manakana ny fivoahana eo ambanin'ny 2.5V, manakana ny fahasimbana tsy azo ovaina. Ny famerana amin'izao fotoana izao dia mitazona ny taham-pivoahana ao anatin'ny fepetran'ny sela, misoroka ny adin-tsaina mafana. Ao amin'ny fonosana sela maro-, ny BMS dia manao fifandanjana mba hampitoviana ny tanjaky ny sela na dia eo aza ny fahasamihafana kely. Ny fanaraha-maso ny maripana dia manakana ny fiampangana latsaka ambanin'ny 0 degre ary manidy ny rafitra raha mafana loatra ny sela. Raha tsy misy fiarovana BMS, ny bateria LiFePO4 dia miharatsy ny androm-piainany sy ny mety ho tsy fahombiazana.

Ny LiFePO4 dia tsara indrindra amin'ny fampiharana izay manome laharam-pahamehana ny fiarovana, ny faharetana ary ny totalin'ny vidin'ny fananana noho ny hakitroky ny angovo. Ny rafitra fitehirizana angovo, na ny trano fonenana na ny fampiasa-, dia mandray soa avy amin'ny faharetan'ny tsingerin'ny LFP sy ny fitoniana mafana. Ny fampiharana an-dranomasina dia manome lanja ny mombamomba ny fiarovana sy ny fandeferana amin'ny tontolo henjana. Sarety golf, forklift, ary fitaovana indostrialy dia manararaotra ny famandrihana haingana sy ny fahafaha-mivoaka lalina. Ny fiara elektrika ao amin'ny sehatry ny toekarena dia mihamaro hatrany ny LFP ho an'ny tombony amin'ny vidiny, manaiky sazy mavesatra. Ny EV -avo, ny fampiharana aerospace, ary ny fitaovana elektrônika azo entina izay misy fiatraikany mivaivay amin'ny lanja dia mbola manome vahana kokoa ny-angovo-simika NMC na NCA avo kokoa na dia fohy kokoa aza ny androm-piainany sy lafo kokoa.

Ny fahatakarana ny sela LiFePO4 dia ny fanekena ny varotra fototra-ny simika-izay mahafoy ny hakitroky ny angovo ambony indrindra ho an'ny fiarovana ambony, ny faharetana miavaka ary ny toe-karena manintona. Ny teknôlôjia dia mitohy mandroso amin'ny alàlan'ny fikarohana momba ny fanatsarana ny electrode, ny famolavolana electrolyte ary ny teknika famokarana. Ny fihetsehan'ny tsena dia mankasitraka ny LFP hatrany satria ny fahataperan'ny patanty dia ahafahan'ny famokarana midadasika kokoa, ny mizana famokarana mahafeno ny fitakiana EV, ary ny totalin'ny-vidiny-amin'ny-kajy ny fananana dia manambara ny tolo-kevitry ny sanda maharitra-. Ho an'ny fampiharana izay miasa mandritra ny folo taona ny bateria fa tsy soloina isaky ny taona vitsivitsy, ny sela LiFePO4 dia manome tombony mahasarika izay manazava ny tombony azony haingana amin'ny tsenan'ny fitahirizana angovo, ny fitaterana ary ny indostria.