የLiFePO4 ባትሪ

የቴስላ የ2021 የ3ኛ ሩብ ዓመት ሪፖርቶች በተሽከርካሪዎቹ ውስጥ ወደ LiFePO4 ባትሪዎች እንደ አዲሱ መስፈርት ሽግግር መደረጉን አስታውቀዋል። ግን በትክክል የLiFePO4 ባትሪዎች ምንድናቸው?

ኒው ዮርክ፣ ኒው ዮርክ፣ አሜሪካ፣ ግንቦት 26፣ 2022 /EINPresswire.com / — ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የተሻለ አማራጭ ናቸው? እነዚህን ባትሪዎች ከሌሎች ባትሪዎች እንዴት ይለያሉ?

የLiFePO4 ባትሪዎች መግቢያ

የሊቲየም አይረን ፎስፌት (LFP) ባትሪ ፈጣን የኃይል መሙያ እና የማውጣት ፍጥነት ያለው የሊቲየም-አዮን ባትሪ ነው። ሊሞላ የሚችል ባትሪ LiFePO4 እንደ ካቶድ እና እንደ አኖድ ሜታሊካል ጀርባ ያለው ግራፊክቲክ ካርቦን ኤሌክትሮድ አለው።

የLiFePO4 ባትሪዎች ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ያነሰ የኃይል ጥግግት እና ዝቅተኛ የአሠራር ቮልቴጅ አላቸው። አግድም ኩርባዎች ያላቸው ዝቅተኛ የመልቀቂያ ፍጥነት ያላቸው እና ከሊቲየም-አዮን የበለጠ ደህንነታቸው የተጠበቀ ነው። እነዚህ ባትሪዎች የሊቲየም ፌሮፎስፌት ባትሪዎች በመባልም ይታወቃሉ።

የLiFePO4 ባትሪዎች ፈጠራ

የLiFePO4 ባትሪዎች የተፈለሰፉት በጆን ቢ. ጉድኖፍ እና አሩሙጋም ማንቲራም ነው። እነዚህ ባትሪዎች በሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉትን ቁሳቁሶች ከወሰኑት የመጀመሪያዎቹ መካከል ነበሩ። የአኖድ ቁሳቁሶች ለአጭር ጊዜ ዑደት የመፍጠር ዝንባሌ ስላላቸው ለሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ተስማሚ አይደሉም።

የሳይንስ ሊቃውንት የካቶድ ቁሳቁሶች ከሊቲየም-አዮን ባትሪ ካቶዶች ጋር ሲነፃፀሩ የተሻሉ መሆናቸውን ደርሰውበታል። ይህ በተለይ በLiFePO4 ባትሪዎች ልዩነቶች ውስጥ ይታያል። መረጋጋትንና ኮንዳክሽንን ያሻሽላሉ እንዲሁም ሌሎች የተለያዩ ገጽታዎችን ያሻሽላሉ።

በአሁኑ ጊዜ የLiFePO4 ባትሪዎች በሁሉም ቦታ ይገኛሉ እና በጀልባዎች፣ በፀሐይ ኃይል ስርዓቶች እና በተሽከርካሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ የተለያዩ አፕሊኬሽኖች አሏቸው። የLiFePO4 ባትሪዎች ኮባልት የሌላቸው እና ከአብዛኞቹ አማራጮች ያነሰ ዋጋ አላቸው። መርዛማ ያልሆነ እና ረጅም የመደርደሪያ ሕይወት ውስጥ ነው።

የLFP ባትሪ ዝርዝሮች -

የባትሪ አስተዳደር ስርዓቶች በኤልኤፍፒ ባትሪዎች ውስጥ ያለው ተግባር

የኤልኤፍፒ ባትሪዎች የተገናኙ ሴሎችን ብቻ ሳይሆን ባትሪውን በአስተማማኝ ገደቦች ውስጥ እንዲቆይ የሚያረጋግጥ ስርዓት አላቸው። የባትሪ አስተዳደር ስርዓት (BMS) ባትሪውን ደህንነት ለማረጋገጥ እና የባትሪውን ዕድሜ ለማራዘም በሚሰሩ ሁኔታዎች ስር ይጠብቃል፣ ይቆጣጠራል እና ይከታተላል።

የባትሪ አስተዳደር ስርዓቶች በኤልኤፍፒ ባትሪዎች ውስጥ ያለው ተግባር -

የሊቲየም ብረት ፎስፌት ሴሎች የበለጠ ታጋሽ ቢሆኑም፣ በቻርጅ ወቅት ከመጠን በላይ ቮልቴጅ የመጋለጥ እድላቸው ከፍተኛ ሲሆን ይህም አፈፃፀሙን ይቀንሳል። ከካቶድ ጋር ጥቅም ላይ የሚውለው ቁሳቁስ ሊበላሽ እና መረጋጋት ሊያጣ ይችላል። BMS የእያንዳንዱን ሕዋስ ውጤት ይቆጣጠራል እና የባትሪው ከፍተኛ ቮልቴጅ መያዙን ያረጋግጣል።

የኤሌክትሮድ ቁሳቁሶቹ እየተበላሹ ሲሄዱ፣ የንዑስ ቮልቴጅ ከፍተኛ ስጋት ይሆናል። የማንኛውም ሴል ቮልቴጅ ከተወሰነ ገደብ በታች ቢወድቅ፣ BMS ባትሪውን ከወረዳው ያቋርጠዋል። በተጨማሪም ከመጠን በላይ በሆነ የኤሌክትሪክ ፍሰት ሁኔታ ውስጥ እንደ የኋላ ማቆሚያ ሆኖ ያገለግላል እና በአጭር ዑደት ወቅት ስራውን ያቆማል።

የLiFePO4 ባትሪዎች ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ጋር ሲነፃፀሩ

የLiFePO4 ባትሪዎች እንደ ሰዓት ላሉ ተለባሽ መሳሪያዎች ተስማሚ አይደሉም። ከሌሎች የሊቲየም ባትሪዎች ያነሰ የኃይል ጥግግት አላቸው። ሆኖም ግን፣ ለፀሐይ ኃይል ስርዓቶች፣ ለRVዎች፣ ለጎልፍ ጋሪዎች፣ ለባስ ጀልባዎች እና ለኤሌክትሪክ ሞተር ሳይክሎች በጣም ጥሩ ናቸው።

★የእነዚህ ባትሪዎች ዋና ዋና ጥቅሞች አንዱ የዑደት ሕይወታቸው ነው።

እነዚህ ባትሪዎች ከሌሎቹ ባትሪዎች በ4 እጥፍ ሊረዝሙ ይችላሉ። ደህንነታቸው የተጠበቀ እና እስከ 100% የሚደርስ የፈሳሽ ጥልቀት ሊደርስ ይችላል፣ ይህም ማለት ረዘም ላለ ጊዜ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ ማለት ነው።

እነዚህ ባትሪዎች ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የተሻለ አማራጭ የሆኑባቸው ተጨማሪ ምክንያቶች ከዚህ በታች ቀርበዋል።

★ዝቅተኛ ወጪ

የኤልኤፍፒ ባትሪዎች ከብረትና ፎስፈረስ የተሠሩ ሲሆኑ በከፍተኛ ደረጃ የተቆፈሩ ሲሆኑ ርካሽ ናቸው። የኤልኤፍፒ ባትሪዎች ዋጋ በኪሎ ግራም ከኒኬል የበለፀጉ የኤንኤምሲ ባትሪዎች ጋር ሲነጻጸር በ70 በመቶ ያነሰ እንደሆነ ይገመታል። የኬሚካል ውህደቱ የወጪ ጥቅም ይሰጣል። በ2020 ለመጀመሪያ ጊዜ የኤልኤፍፒ ባትሪዎች ዝቅተኛው የሴል ዋጋ ከ100 ዶላር/ኪ.ወ.ሰ በታች ወርዷል።

★አነስተኛ የአካባቢ ተጽዕኖ
የኤልኤፍፒ ባትሪዎች ውድ እና ከፍተኛ የአካባቢ ተጽዕኖ ያላቸው ኒኬል ወይም ኮባልት የላቸውም። እነዚህ ባትሪዎች እንደገና ሊሞሉ የሚችሉ ሲሆኑ ይህም ለአካባቢ ተስማሚ መሆናቸውን ያሳያል።

★የተሻሻለ ቅልጥፍና እና አፈጻጸም
የኤልኤፍፒ ባትሪዎች ረጅም የህይወት ዑደታቸው በመባል የሚታወቁ ሲሆን ይህም በጊዜ ሂደት አስተማማኝ እና ወጥ የሆነ የኃይል ውፅዓት ለሚያስፈልጋቸው አፕሊኬሽኖች ተወዳጅ ምርጫ ያደርጋቸዋል። እነዚህ ባትሪዎች ከሌሎች የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ጋር ሲነፃፀሩ ቀርፋፋ የአቅም ማጣት መጠን ያጋጥማቸዋል፣ ይህም በረጅም ጊዜ ውስጥ አፈፃፀማቸውን ለመጠበቅ ይረዳል። በተጨማሪም፣ ዝቅተኛ የአሠራር ቮልቴጅ ስላላቸው ውስጣዊ ተቃውሞ እና ፈጣን የኃይል/የማውጣት ፍጥነትን ያስከትላል።

★የተሻሻለ ደህንነት እና መረጋጋት
የኤልኤፍፒ ባትሪዎች በሙቀትና በኬሚካል የተረጋጉ ናቸው፣ ስለዚህ የመፈንዳት ወይም የእሳት አደጋ የመያዝ እድላቸው አነስተኛ ነው። ኤልኤፍፒ ከኒኬል የበለፀገው ኤንኤምሲ አንድ ስድስተኛ ሙቀት ያመነጫል። የኮል-ኦ ትስስር በኤልኤፍፒ ባትሪዎች ውስጥ ጠንካራ ስለሆነ፣ የኦክስጅን አቶሞች በአጭር ዑደት ወይም ከመጠን በላይ ሲሞቁ በዝግታ ይለቀቃሉ። በተጨማሪም፣ ሙሉ በሙሉ በተሞሉ ሴሎች ውስጥ ምንም ሊቲየም አይቀርም፣ ይህም በሌሎች የሊቲየም ሴሎች ውስጥ ከሚታዩት የውጪ ሙቀት ግብረመልሶች ጋር ሲነጻጸር ለኦክስጅን መጥፋት ከፍተኛ የመቋቋም አቅም እንዲኖራቸው ያደርጋል።

★ትንሽ እና ቀላል ክብደት ያለው
የLFP ባትሪዎች ከሊቲየም ማንጋኒዝ ኦክሳይድ ባትሪዎች በ50% ያህል ቀለል ያሉ ናቸው። ከሊድ-አሲድ ባትሪዎች እስከ 70% ቀለል ያሉ ናቸው። በተሽከርካሪ ውስጥ የLiFePO4 ባትሪ ሲጠቀሙ አነስተኛ ጋዝ ይጠቀማሉ እና የበለጠ የመንቀሳቀስ ችሎታ አላቸው። እንዲሁም ትናንሽ እና የታመቁ በመሆናቸው በስኩተርዎ፣ በጀልባዎ፣ በRV ወይም በኢንዱስትሪ አፕሊኬሽንዎ ላይ ቦታ እንዲቆጥቡ ያስችልዎታል።

የLiFePO4 ባትሪዎች ከሊቲየም ያልሆኑ ባትሪዎች ጋር ሲነፃፀሩ
የሊቲየም ያልሆኑ ባትሪዎች በርካታ ጥቅሞች አሏቸው ነገር ግን አዲሱ የLiFePo4 ባትሪዎች አቅም ከግምት ውስጥ በማስገባት በመካከለኛ ጊዜ ውስጥ ሊተኩ ይችላሉ ምክንያቱም አሮጌው ቴክኖሎጂ ውድ እና ውጤታማ ያልሆነ ነው።

☆የሊድ አሲድ ባትሪዎች
የሊድ-አሲድ ባትሪዎች መጀመሪያ ላይ ወጪ ቆጣቢ ሊመስሉ ይችላሉ፣ ነገር ግን በረጅም ጊዜ ውስጥ የበለጠ ውድ ይሆናሉ። ይህ የሆነበት ምክንያት በተደጋጋሚ ጥገና እና መተካት ስለሚያስፈልጋቸው ነው። የLiFePO4 ባትሪ ምንም ጥገና ሳያስፈልግ ከ2-4 እጥፍ ረዘም ላለ ጊዜ ይቆያል።

☆የጄል ባትሪዎች
እንደ LiFePO4 ባትሪዎች ያሉ የጄል ባትሪዎች ተደጋጋሚ ዳግም መሙላት አያስፈልጋቸውም እና በሚከማቹበት ጊዜ ባትሪ አያጡም። ነገር ግን የጄል ባትሪዎች በዝግታ ፍጥነት ይሞላሉ። እንዳይበላሹ ለመከላከል ሙሉ በሙሉ እንደሞሉ ወዲያውኑ ግንኙነቱ መቋረጥ አለበት።

☆AGM ባትሪዎች
የAGM ባትሪዎች ከ50% አቅም በታች የመበላሸት ከፍተኛ አደጋ ላይ ቢሆኑም፣ የLiFePO4 ባትሪዎች ምንም አይነት የመበላሸት አደጋ ሳይኖር ሙሉ በሙሉ ሊለቀቁ ይችላሉ። እንዲሁም፣ እነሱን ማቆየት አስቸጋሪ ነው።

የLiFePO4 ባትሪዎች አፕሊኬሽኖች
የLiFePO4 ባትሪዎች ብዙ ጠቃሚ አፕሊኬሽኖች አሏቸው፣ ከእነዚህም ውስጥ

●የዓሣ ማጥመጃ ጀልባዎችና ካያኮች፡- አነስተኛ የኃይል መሙያ ጊዜ እና ረዘም ያለ የስራ ጊዜ በውሃ ላይ ብዙ ጊዜ ማሳለፍ ይችላሉ። ክብደት መቀነስ በከፍተኛ ደረጃ በሚደረጉ የዓሣ ማጥመጃ ውድድሮች ላይ ቀላል አያያዝ እና የፍጥነት መጨመርን ይሰጣል።

●የተንቀሳቃሽ ስኩተሮች እና ሞፔዶች፡- ፍጥነትዎን የሚቀንስ ምንም አይነት ክብደት የለም። ባትሪዎን ሳይጎዱት ሙሉ አቅሙን ሙሉ በሙሉ ይሙሉት።

●የፀሐይ ውቅሮች፡- የፀሐይን ኃይል ለመጠቀም ሕይወት (ተራራ ላይም ሆነ ከፍርግርግ ውጪ እንኳን) በሚወስድዎት ቦታ ሁሉ ቀላል ክብደት ያላቸውን የLiFePO4 ባትሪዎች ይያዙ።

●የንግድ አጠቃቀም፡- እነዚህ በጣም አስተማማኝ እና በጣም ከባድ የሆኑ የሊቲየም ባትሪዎች ሲሆኑ እንደ የወለል ማሽኖች፣ ሊፍት ጌቶች እና ሌሎችም ላሉ የኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ያደርጋቸዋል።

በተጨማሪም፣ የሊቲየም አይረን ፎስፌት ባትሪዎች እንደ የእጅ ባትሪዎች፣ የኤሌክትሮኒክስ ሲጋራዎች፣ የሬዲዮ መሳሪያዎች፣ የአደጋ ጊዜ መብራት እና ሌሎች እቃዎች ያሉ ሌሎች ብዙ መሳሪያዎችን ያመነጫሉ።

ሰፊ ልኬት ያለው የLFP ትግበራ እድሎች
የኤልኤፍፒ ባትሪዎች ከአማራጮች ያነሰ ዋጋ ያላቸው እና የበለጠ የተረጋጉ ቢሆኑም፣ የኢነርጂ ጥግግት በስፋት ተቀባይነት ለማግኘት ከፍተኛ እንቅፋት ሆኗል። የኤልኤፍፒ ባትሪዎች በጣም ዝቅተኛ የኢነርጂ ጥግግት አላቸው፣ ከ15 እስከ 25% መካከል። ሆኖም፣ ይህ በሻንጋይ በተሰራው ሞዴል 3 ውስጥ ጥቅም ላይ እንደዋሉት ወፍራም ኤሌክትሮዶች በመጠቀም እየተለወጠ ነው፣ እሱም 359Wh/ሊትር የኢነርጂ ጥግግት አለው።

የLFP ባትሪዎች ረጅም የህይወት ዑደት ስላላቸው፣ ተመሳሳይ ክብደት ካላቸው የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የበለጠ አቅም አላቸው። ይህ ማለት የእነዚህ ባትሪዎች የኃይል ጥግግት ከጊዜ ወደ ጊዜ የበለጠ ተመሳሳይ ይሆናል ማለት ነው።

ለጅምላ ተቀባይነት ሌላው እንቅፋት ቻይና ገበያውን የተቆጣጠረችው በርካታ የLFP የፈጠራ ባለቤትነት መብቶች በመኖራቸው ነው። እነዚህ የፈጠራ ባለቤትነት መብቶች ጊዜያቸው ሲያበቃ፣ እንደ ተሽከርካሪ ማምረቻ ሁሉ የLFP ምርት በአካባቢው እንደሚገኝ ግምታዊ ግምት አለ።

እንደ ፎርድ፣ ቮልስዋገን እና ቴስላ ያሉ ዋና ዋና የመኪና አምራቾች የኒኬል ወይም የኮባልት ፎርሙላዎችን በመተካት ቴክኖሎጂውን በከፍተኛ ሁኔታ ይጠቀማሉ። ቴስላ በቅርቡ በሩብ ዓመቱ ባወጣው ዝመና ላይ የሰጠው ማስታወቂያ ገና ጅምር ነው። ቴስላ በ4680 የባትሪ ፓኬጁ ላይ አጭር ዝማኔ አቅርቧል፣ ይህም ከፍተኛ የኃይል ጥግግት እና ክልል ይኖረዋል። ቴስላ ተጨማሪ ሴሎችን ለማጠራቀም እና ዝቅተኛ የኃይል ጥግግት ለማስተናገድ “ከሴል ወደ ጥቅል” ግንባታ ሊጠቀም ይችላል።

ዕድሜው ቢገፋም፣ኤልኤፍፒእና የባትሪ ወጪዎች መቀነስ የጅምላ ኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጫዎችን አጠቃቀም ለማፋጠን ወሳኝ ሊሆን ይችላል። እ.ኤ.አ. በ2023 የሊቲየም-አዮን ዋጋዎች ወደ $100/kWh ይጠጋል ተብሎ ይጠበቃል። LFPዎች የመኪና አምራቾች እንደ ዋጋ ብቻ ሳይሆን እንደ ምቾት ወይም የኃይል መሙያ ጊዜ ያሉ ነገሮችን አፅንዖት እንዲሰጡ ያስችላቸዋል።