人々の生活水準の継続的な改善に伴い、仕事の行き帰りは徐々に電動化されています。 国のカーボン ニュートラル政策の積極的な推進により、人々が新エネルギー車を購入するとき、リン酸鉄リチウム電池と三元リチウム電池の XNUMX つの技術のいずれかを選択する必要があります。 業界関係者は、バッテリーの寿命を重視し、容量が大きく軽量な車両には三元システムを選択し、安全性のためにリン酸鉄リチウム システムを選択すると述べました。 この点に関して、消費者は、業界の人々が技術的な観点から実用的な回答を提供できることを切望しています。リン酸鉄リチウム電池は安全ですか? まず、材料・構造の安定性、製造工程、充放電特性のXNUMXつの側面からお答えください。
リン酸鉄リチウム電池とは何ですか？
リン酸鉄リチウム電池は、正極材料にリン酸鉄リチウム（LiFePO4）、負極材料にカーボンを用いたリチウムイオン電池です。 LFP バッテリーは、ニッケル マンガン コバルト (NMC) やニッケル コバルト アルミニウム (NCA) などの他の種類のリチウム イオン バッテリーよりもエネルギー密度が低く、より低い電圧で動作します。
リン酸鉄リチウム電池の安全性
リン酸鉄リチウムは、現在、リチウムイオン電池の最も安全な正極材料です。 人体に有害な重金属元素は一切含まれていません。 かんらん石構造に酸素を沈殿させるのは容易ではなく、材料の安定性を向上させます。 リン酸鉄リチウム電池の正極材料の安定性は、安定した充放電プラットフォームを備えているかどうかを決定します。 そのため、充放電時に電池の構造が変化せず、発火・爆発せず、ショート、過充電、はみ出し、はりなどの特殊な条件下でも非常に安全です。
リン酸鉄リチウム電池の利点
リン酸鉄リチウム電池は、動作電圧が高く、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、安全性能が高く、自己放電率が低く、メモリー効果がないという利点があります。
リン酸鉄リチウム電池の用途
リン酸鉄リチウム電池は、低コスト、高い安全性、低毒性、および長いサイクル寿命により、家庭用エネルギー貯蔵、太陽光照明システム、車両の使用、実用規模の固定用途、およびバックアップ電源で広く使用されています。
家庭用エネルギー貯蔵
生産コストが低く、火災に対する安全性が高いため、エンフェーズは LFP 家庭用蓄電池を発売しました。 2021 年、ホーム エンド ユーザー市場には、SonnenBatterie や Enphase など、いくつかのベンダーがありました。 テスラモーターズは、家庭用エネルギー貯蔵製品に NMC セルを使用し続けていますが、2021 年に実用規模のバッテリー製品に LFP に切り替えました。
車両
フォークリフト、自転車、電気自動車などの車両が加速する場合、放電率が高く、軽量で、寿命が長いバッテリーが必要です。 これらがリン酸鉄リチウム電池の利点です。 12VLiFePO4バッテリー ますます人気が高まっており、キャラバン、キャンピングカー、またはボートのバックアップ (家庭用) バッテリーとして広く使用されています。
ソーラー照明システム
ソーラー造園照明は、主に「14500」（AA 電池サイズ）の LFP 電池を XNUMX つ使用します。
LFP のより高い動作電圧 (3.2 V) により、電圧を昇圧する回路を使用せずに 4 つのバッテリで LED を駆動できます。 (他のリチウム電池タイプと比較して) 適度な過充電に対する耐性が高いということは、充電サイクルを停止する回路なしで LiFePOXNUMX を太陽電池に接続できることも意味します。
リン酸鉄リチウム電池の充放電
充電と放電は、リチウム電池の XNUMX つの基本的な動作状態です。 リン酸鉄リチウム電池を充電および放電すると、鉄イオンの酸化能力が強くないため、酸素が放出されず、電解質との酸化還元反応が自然に起こりにくくなり、リン酸鉄リチウム電池が充電され、安全な環境での排出プロセス。 それだけでなく、リン酸鉄リチウム電池は、過充電および放電時でも、高率放電時に激しい酸化還元反応を起こしにくいです。 同時に、リチウムが脱インターカレートされた後、結晶格子が変化して単位セルの最終体積 (結晶の最小構成単位) が収縮し、反応中に増加した炭素負極の体積が相殺されます。 したがって、リン酸鉄リチウム電池は充放電が可能である。 物理構造の安定性が維持され、体積の増加によって引き起こされるバッテリー爆発の隠れた危険性が排除されます。
リン酸鉄リチウム電池の製造工程
リン酸鉄リチウム電池の製造工程は、他のリチウム電池とほぼ同じで、主な工程は、バッチ処理、コーティング、圧延、シート化、巻き取りです。 バッチ処理では、リン酸鉄リチウム材料の電気伝導度が比較的低いため、粒子は一般的に小さくなります。 これの客観的な効果は、内部配置がより均一になり、作業中に維持できるバランスの取れた電圧プラットフォームの形成を促進することです。 バッテリーの状態は安定しています。
リン酸鉄リチウム電池は、極端な温度での使用に対して非常に安全であるようにも設計されています。
・安全ヒューズ内蔵
•防爆鋼カバー
•優れた過熱保護
さらに、リン酸鉄リチウム電池の設計段階で、彼らは次のことを経験しました。
•衝撃試験
•過充電試験。
•短絡試験
•開路試験
•温度試験
•落下試験
・強制内部短絡試験
•低電圧テスト。
満足のいく結果が得られて初めて、細胞は大量生産に入ります。
リン酸鉄リチウム電池は、他のリチウム電池と比べてどれくらい安全ですか?
リン酸電池は、危険なレベルまで過熱しない優れた化学的および機械的構造を備えています。 その結果、他の正極材料で作られたリチウムイオン電池に比べて安全性が向上します。 これは、LiFePO4 の荷電状態と非荷電状態が物理的に類似しており、非常に堅牢であるためです。これにより、充電サイクルに伴う、または失敗する可能性がある酸素フラックスの間、イオンが安定したままになることができます。 全体として、リン酸鉄と酸化鉄の結合はコバルトと酸化の結合よりも強いため、バッテリーが過充電または物理的な損傷を受けても、リン酸と酸化の結合は構造的に安定したままです。 一方、他のリチウム化学では、結合が分解し始めて過剰な熱を放出し、最終的に熱暴走につながります。
リン酸リチウム電池は可燃性ではありません。これは、充電中または放電中に誤った取り扱いをした場合に重要な特性です。 また、寒さ、灼熱の暑さ、起伏の多い地形など、過酷な条件にも耐えることができます。 衝突や短絡などの危険なイベントで爆発したり発火したりしないため、怪我の可能性が大幅に減少します。 リチウム電池を選択していて、危険または不安定な環境での使用が予想される場合は、リン酸鉄リチウムが最適です。 また、リン酸鉄リチウム電池は無毒、無公害であり、希土類金属を含まないため、環境に配慮した選択になっていることにも言及する価値があります。 それらは爆発したり発火したりしないため、怪我の可能性が大幅に減少します。
リン酸鉄リチウム電池の安全性に影響を与える要因は?
リン酸鉄リチウム電池は、通常の使用では完全に安全ですが、極端な場合には、いくつかの事故が依然として発生する可能性があります. 以下は、バッテリーに影響を与えるいくつかの要因です。
過充電
どんなタイプのバッテリーであっても、過充電は常に大きな問題です。 バッテリーが長時間充電されて最大電圧に達した場合、電源に接続し続けるとバッテリーが強制的に充電され、内部で発熱します。 バッテリーが充電状態で長時間絶縁されているとします。 その場合、温度が徐々に上昇し、熱エネルギーが蓄積され、バッテリーが発火する可能性があります。
バッテリー材質
材料の準備は、バッテリーの熱的および構造的安定性においても重要な役割を果たします。 リン酸鉄リチウムの内部には酸化鉄が含まれているため、電池内の鉄元素は XNUMX 価でなければなりません。 電池メーカーは、焼結反応中に細心の注意を払う必要があります。
バッテリー収納エリア
バッテリーが充電されると、必然的に少量の熱が発生しますが、事故を避けるためにバッテリーを置く場所は不燃性であることを確認してください。 バッテリーが揮発性の地域で充電されている場合、わずかな熱でもサイトが発火する可能性があります。
リン酸鉄リチウム電池が「爆発」するかどうかは、まず、日常のシーンで爆発する条件があるかどうかによって決まります。 一般に爆発は、十分な酸素、基準を満たす可燃性物質の濃度、発火源、および限られたスペースのXNUMXつの状態が同時に満たされた場合にのみ発生します。
バッテリートラブルを防ぐには？
適切な充電器
適切な充電器を使用すると、バッテリーの過充電を効果的に回避できます。 バッテリーの種類と定格電圧に応じて、メーカーが提供する充電器を選択して、バッテリーの過充電や過熱を防ぎ、バッテリーが常に安定した充電状態にあることを確認できます。
適切な温度
バッテリ ストレージには、温度に関する特定の要件もあります。 最適な温度範囲は一般に 15 °C から 30 °C の間であり、この温度値は保管時間によって変化します。 また、長時間使用するとバッテリーが発熱する場合があります。 バッテリーが冷えてから充電してください。
プレミアムバッテリー管理システム (BMS)
バッテリー管理システムは、各バッテリーユニットをインテリジェントに管理および維持し、バッテリーの過充電および過放電を防ぎ、バッテリーの寿命を延ばし、バッテリーの状態を監視できます。
優れた BMS は、過充電を停止し、各バッテリーを個別に充電します。 BMS は、バッテリが不正確な測定値を示しているか、故障しているかを検出し、爆発や火災を防ぎます。
品質メーカー
高品質のメーカーが製造したリン酸鉄リチウム電池は、電池製造の合格率を大幅に向上させることができます。
最高のバッテリーソリューションについては、必ずチェックしてください ケーリテック. KHLiTechは、世界中のユーザーに最高のワンストップバッテリーエネルギー貯蔵ソリューションを提供することを目指して、独自に開発、製造、販売できるリン酸鉄リチウムバッテリーメーカーです。
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