LFP -batterier

LFP -förkortning betyder Litiumfosfosfat (På engelska, litiumjärnfosfat, även känt under den kemiska termen LifePo4). Dessa ord beskriver batteriets kemiska sammansättning som skiljer sig från det för ett vanligt litiumjonbatteri.

Vad är ett LFP -batteri?

Förutom litiumjonbatterierna installeras en ny typ av batterier tyst på elfordonsmarknaden, LFP; Men vad är ett LFP -batteri?

Även om elektriska fordon har visat sin livskraft i fallet, försöker tillverkare ändå med alla medel för att förbättra batterierna så att de båda är mer effektiva, mer bestående, billigare att producera och framför allt mindre förorenande vid tidpunkten för deras konstruktion medan lovar mer autonomi för konsumenterna.

Ett av de mest anmärkningsvärda framstegen i utvecklingen av batterier var utveckling och marknadsföring av LFP -batterier För att ersätta litiumjonbatterier levererar de som för närvarande de allra flesta elfordon på våra vägar.

Vad är ett LFP -batteri?

LFP -förkortning betyder Litiumfosfosfat (På engelska, litiumjärnfosfat, även känt under den kemiska termen LifePo4). Dessa ord beskriver batteriets kemiska sammansättning som skiljer sig från det för ett vanligt litiumjonbatteri.

De första försöken att använda partiklar LIFEPO4 I sammansättningen av ett batteri går tillbaka till 1996. Han var ingenjör i kemi Padhi och Al vid Electrochemical Society (EMS), i New Jersey, som hade gjort denna första upptäckt.

Han hade emellertid funnit att LifePO4 -partiklarna hade en mycket dålig elektrisk konduktivitet och därmed bromsade marknadsföringen av LFP -batteriet. Konsensus vid den tiden hade därför varit att denna typ av batteri inte kunde konkurrera med energitätheten för litiumjonbatteriet.

• Att läsa: Ford kommer snart att marknadsföra LFP -batterier
• Att läsa: Terminologin för elbilen

Det är emellertid Michel Armand, forskare och fransk professor, ex-anställd i Hydro-Québec, som, med sina kollegor, insåg att om han tillsatte kolananorör till LifePo-partiklar och minskade storlekenpartiklarna, kunde vi således kompensera för problem med konduktivitet.

Andra forskare har också arbetat för att utveckla LFP-batterier, som ännu-Ming Chiang, en kemiingenjör av taiwanesiska ursprung. Han avancerade idén att använda dopingverkan för halvledare, vilket hjälpte till att öka konduktiviteten hos ett LFP -batteri.

Vilka elbilar är utrustade med ett LFP -batteri?

Idag, på grund av stora tillverkares intresse för tillverkning av batterier för sina lägre kostnader för elektriska fordon, genomgår LFP -batteriet popularitet. Tesla var den första tillverkaren som satt upp den i sin modell 3 2021, medan andra tillverkare, som Mercedes-Benz och Ford, planerar att gå vidare till denna typ av batterier. Det var intresset för stora tillverkare som har stimulerat utvecklingen av denna typ av batterier.

Hur LFP-batteriet fungerar med avseende på litiumjonbatteriet?

Den huvudsakliga skillnaden mellan ett LFP-batteri och ett vanligt litiumjonbatteri (NCM/nickel-kobalt mangan eller NCA/nickel-kobalt aluminium) är huvudsakligen baserad i den kemiska sammansättningen av katodens katod. Istället för att använda metaller som kobolt, nickel eller mangan, kommer vi snarare att prioritera järn.

Det är därför viktigt att specificera att ett LFP -batteri också innehåller litiumjoner i en elektrolyt. I själva verket, utöver katodens kemiska sammansättning, fungerar LFP-batteriet exakt på samma sätt som ett litiumjonbatteri. Fysiskt är det nästan identiskt.

Således, i användning, laddas den på samma sätt och det ger sin ägare samma typ av upplevelse, med undantag för det faktum att detta batteri ständigt kan laddas på 100 % utan att det visar tecken på för tidig nedbrytning, det vill säga Säg en förlust av autonomi eller en avmattning av laddningshastigheten.

Vilka är fördelarna och nackdelarna med LFP -batteriet?

100 % laddning är en av de viktigaste fördelarna med LFP-batteriet, eftersom denna praxis inte orsakar för tidig nedbrytning som är fallet med litiumjonbatteri. Det finns också det faktum att ett LFP -batteri är mer bestående med flera laddningscykler. Till exempel, om de mest bestående litiumjonbatterierna erbjuder upp till 1 500 laddningscykler, kan LFP-batteriet nå upp till 2 000 cykler.

Sedan finns det dess kemiska sammansättning som gör det möjligt att minska sitt beroende av kontroversiella material som kobolt och nickel. Järnet är inte bara lättare att extrahera och därför mindre förorenande när det är extraktion, utan det är också lättare att återvinna, vilket gör att batterier enkelt kan komma in i de befintliga återvinningsprocesserna. Det finns då kostnaden för denna metall som är tydligt lägre och gör det möjligt för tillverkarna att sänka sina produktionskostnader vid tidpunkten för batteriets byggande.

Erbjuder LFP-batteriet mer autonomi än litiumjonbatteri?

Å andra sidan är energitätheten för ett LFP-batteri, det vill säga dess förmåga att lagra energi längre beroende på dess storlek (mätt i Wattheures/kilo), är mycket lägre än för batterier nickel litiumjon. Som referens når de bästa litiumjonbatterierna en energitäthet på 325 Wattheures/kilo. LFP -batteriet, å andra sidan, takar för närvarande cirka 150 watthers/kilo.

Denna verklighet tvingar emellertid biltillverkare att göra ett batteri vars kapacitet är högre för att nå samma autonomi. Tesla Model 3 är det perfekta exemplet. Den gamla modellen hade ett litiumjonbatteri med en kapacitet på 53 kilowattimmar, medan den nuvarande modellen utrustad med en LFP-batterisåg sin kapacitetsökning till 60 kilowattimmar. Slutligen, på grund av dess järnbaserade komposition, är LFP-batteriet mycket tyngre än ett nickel litiumjonbatteri, vilket bidrar till att öka fordonets nettomassa.

De senaste framstegen inom aerodynamiken hos elektriska fordon och energihanteringsprogramvara, tack vare hjälp av konstgjord intelligens, i synnerhet, tillåter bilar att övervinna dessa problem. Som bevis, trots ett batteri som är mindre energiskt tätt, lyckades Tesla fortfarande extrahera mer autonomi från Model 3, vilket gjorde det möjligt för henne att gå från 400 till 438 kilometer.

LFP -batterier

Visades 1996, Lithium Ferro Phosphate Technology (även kallad LFP eller LifePO4) ersätter andra batteriteknologier på grund av dess tekniska tillgångar och dess mycket höga säkerhetsnivå.

På grund av dess högeffektdensitet används denna teknik i genomsnittliga dragkraftsapplikationer (robotik, AGV, e-mobilitet, leverans av den sista kilometern etc.) eller tung dragkraft (havsdrag, industrifordon etc.)))

LFP: s långa livslängd och möjligheten till djup cykling gör det möjligt att använda LifePO4 i energilagringsapplikationer (autonoma applikationer, system utanför gruppen, självförbrukning med batteri) eller stationär lagring i allmänhet.

De viktigaste tillgångarna för litiumfosfatjärn:

• Extremt säker teknik (inget uttömt termiskt fenomen)
• Kalender livslängd> 10 år
• Antal cykler: från 2000 till flera tusen (se Abaque nedan)
• Mycket låg toxicitet för miljön (användning av järn, grafit och fosfat)
• Mycket bra temperaturmotstånd (upp till 70 ° C)
• Mycket låg inre motstånd. Stabilitet, till och med minskar under cykler.
• Konstant kraft i hela urladdningsområdet
• Lätt återvinning

Antal cykler uppskattade för litiumfosfatjärnteknologi (LifePO4)

LFP -teknik är den som tillåter det största antalet belastnings- / urladdningscykler. Detta är anledningen till att denna teknik huvudsakligen används i stationära energilagringssystem (självkonsumtion, off-grid, ups, hjälp etc.) för applikationer som kräver en betydande livslängd.
Antalet verkliga cykler som kan utföras beror på flera faktorer:

• Litiumcellkvalitet
• Urladdningskraft uppmätt i Spjällåda (Ex: effekt på 1/2 C i W = 1/2 gånger batteriets kapacitet i WH. För ett 1KWH -batteri som är utskrivet vid 2 kW sägs det att urladdningshastigheten är 2C)
• Urladdningsdjup (DOD)
• Miljö: Temperatur, luftfuktighet, etc.

Abacus nedan representerar antalet uppskattade cykler för våra litiumfosfatjärnbattericeller (LFP, LIFEPO4) som en funktion av urladdningskraften och DOD. Testförhållandena är de för ett laboratorium (konstant temperatur på 25 ° C, belastningseffekt och konstant urladdning).

I standardmiljö och för cykler tillverkade vid 1C ger Abacus en uppskattning av antalet cykler för LFP:

I slutet av antalet cykel, Batterierna har fortfarande en nominell kapacitet större än 80% av den ursprungliga kapaciteten.

• Begränsningar av blybatterier
• Fördelar med litiumjon
• Teknisk jämförelse litiumjon vs blybatterier
• Litiumjonkostnadsstudie vs blybatterier
• Litiumjonbatterisäkerhet
• Litiumfosfatjärnteknologi (LifePO4 eller LFP)
• Mät belastningstillståndet (SOC) för ett litiumjonbatteri

Ovanstående artikel är den exklusiva egenskapen hos PowerTech Systems.
Reproduktion förbjudet utan tillstånd.