사람들의 생활 수준이 지속적으로 향상됨에 따라 출퇴근 통근이 점차 자동화되었습니다. 국가의 탄소 중립 정책이 활발히 추진됨에 따라 사람들이 새로운 에너지 자동차를 구입할 때 리튬 인산 철 배터리와 삼원 리튬 배터리의 두 가지 기술 중 하나를 선택해야 합니다. 업계 관계자는 우리에게 배터리 수명을 중시하기 위해 용량 및 경량 차량을 위한 삼원 시스템을 선택하고 안전을 위해 리튬 철 인산염 시스템을 선택한다고 말했습니다. 이와 관련하여 소비자는 업계 사람들이 기술적인 관점에서 실용적인 답변을 제공할 수 있기를 절실히 희망합니다. 인산철리튬 배터리는 안전한가요? 첫째, 재료/구조적 안정성, 생산 공정, 충방전 특성의 세 가지 측면에서 답하라.
리튬 인산철 배터리란 무엇입니까?
인산철리튬 전지는 양극 물질로 인산철 리튬(LiFePO4)을 사용하고 음극 물질로 탄소를 사용하는 리튬 이온 전지입니다. LFP 배터리는 니켈-망간-코발트(NMC) 및 니켈-코발트-알루미늄(NCA)과 같은 다른 리튬 이온 배터리 유형보다 에너지 밀도가 낮고 더 낮은 전압에서 작동합니다.
인산철 리튬 배터리의 안전성
리튬 철 인산염은 현재 리튬 이온 배터리용으로 가장 안전한 양극 재료입니다. 인체에 유해한 중금속 성분이 전혀 포함되어 있지 않습니다. 올리빈 구조에 산소를 침전시키는 것이 쉽지 않아 재료의 안정성을 향상시킨다. 인산철 리튬 배터리의 양극 재료의 안정성은 안정적인 충전 및 방전 플랫폼을 가지고 있음을 결정합니다. 따라서 충방전시 전지의 구조가 변하지 않고 타거나 폭발하지 않으며 단락, 과충전, 압출, 침술 등 특수한 조건에서도 여전히 매우 안전하다.
리튬 인산철 배터리의 장점
리튬 인산철 배터리는 높은 작동 전압, 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 우수한 안전 성능, 낮은 자체 방전율 및 메모리 효과가 없다는 장점이 있습니다.
리튬 인산철 배터리의 응용
인산철 리튬 배터리는 저렴한 비용, 높은 안전성, 낮은 독성 및 긴 주기 수명으로 인해 가정 에너지 저장, 태양광 조명 시스템, 차량 사용, 유틸리티 규모의 고정 응용 프로그램 및 백업 전원에 널리 사용됩니다.
가정 에너지 저장
낮은 생산 비용과 높은 화재 안전성으로 인해 Enphase는 LFP 가정용 축전지를 출시했습니다. 2021년 가정용 최종 사용자 시장에는 SonnenBatterie 및 Enphase를 비롯한 여러 공급업체가 있었습니다. Tesla Motors는 가정용 에너지 저장 제품에 NMC 전지를 계속 사용하지만 2021년 유틸리티 규모의 배터리 제품에는 LFP로 전환했습니다.
차량
지게차, 자전거, 전기 자동차와 같은 차량이 가속할 때 더 높은 방전율, 더 가벼운 무게 및 더 긴 수명의 배터리가 필요합니다. 이것이 인산철 리튬 배터리의 장점입니다. 12V LiFePO4 배터리 점점 인기를 얻고 있으며 캐러밴, 캠핑카 또는 보트용 백업(가정용) 배터리로 널리 사용됩니다.
태양 광 조명 시스템
태양광 조경 조명은 주로 단일 "14500"(AA 배터리 크기) LFP 배터리를 사용합니다.
LFP의 작동 전압이 더 높기 때문에(3.2V) 전압을 높이는 회로 없이 단일 배터리로 LED를 구동할 수 있습니다. 적당한 과충전에 대한 허용 오차가 증가하여(다른 리튬 배터리 유형과 비교하여) LiFePO4는 충전 주기를 중지하는 회로 없이 광전지에 연결할 수 있습니다.
인산철 리튬 배터리의 충전 및 방전
충전 및 방전은 리튬 배터리의 두 가지 기본 작동 상태입니다. 인산철리튬 전지는 충전 및 방전 시 철 이온의 산화 능력이 강하지 않기 때문에 산소가 방출되지 않고 전해질과의 산화환원 반응이 자연적으로 어려워져 리튬인산철 전지가 충전되고 안전한 환경에서 배출 프로세스. 뿐만 아니라 인산철리튬 전지는 과충전·방전 시에도 고율 방전 시 격렬한 산화환원 반응을 일으키기 어렵다. 동시에 리튬이 디인터칼레이트된 후 결정 격자가 변화하여 단위 셀(결정의 가장 작은 구성 단위)의 최종 부피가 수축하게 되며, 이는 반응 중에 증가된 음극 탄소 전극의 부피를 상쇄합니다. 따라서 인산철리튬 전지는 충전 및 방전이 가능하다. 물리적 구조의 안정성은 유지하고 부피 증가로 인한 배터리 폭발의 숨겨진 위험을 제거합니다.
인산철 리튬 전지의 생산 공정
인산철 리튬 배터리의 생산 공정은 다른 리튬 배터리 종류와 거의 동일하며 핵심 공정에는 일괄 처리, 코팅, 압연, 시트 및 와인딩이 포함됩니다. 배치 공정에서 리튬 철 인산염 재료의 전기 전도도는 상대적으로 낮기 때문에 일반적으로 입자가 더 작아집니다. 이것의 객관적인 효과는 내부 배열이 보다 균일하여 작업 중에 유지될 수 있는 균형 잡힌 전압 플랫폼의 형성을 촉진한다는 것입니다. 배터리의 상태는 안정적입니다.
리튬 철 인산염 배터리는 또한 극한의 온도에서 사용하기에 매우 안전하도록 설계되었습니다.
•내장 안전 퓨즈
•방폭 스틸 커버
•뛰어난 과열 보호
또한 인산철 리튬 배터리의 설계 단계에서 다음과 같은 경험을 했습니다.
•충격시험
•과충전 테스트.
•단락 테스트
•개회로 테스트
•온도 테스트
•낙하 시험
•강제 내부 단락 테스트
• 저전압 테스트.
만족스러운 결과를 얻은 후에야 세포가 대량 생산에 들어갑니다.
리튬 철 인산염 배터리는 다른 리튬 배터리보다 얼마나 안전합니까?
인산염 배터리는 안전하지 않은 수준으로 과열되지 않는 뛰어난 화학적 및 기계적 구조를 가지고 있습니다. 그 결과 다른 양극재로 만든 리튬이온 배터리에 비해 안전성이 향상됐다. 이는 LiFePO4의 충전 및 비충전 상태가 물리적으로 유사하고 매우 견고하기 때문에 이온이 충전 주기를 수반하거나 실패할 수 있는 산소 플럭스 중에 안정적으로 유지될 수 있습니다. 전반적으로 인산철 결합은 산화코발트 결합보다 강하기 때문에 배터리가 과충전되거나 물리적으로 손상되더라도 인산화철 결합은 구조적으로 안정적으로 유지됩니다. 반면 다른 리튬 화학에서는 결합이 깨지기 시작하고 너무 많은 열을 방출하여 결국 열 폭주로 이어집니다.
인산리튬 배터리는 가연성이 아니며, 이는 충전 또는 방전 중에 잘못 취급할 때 중요한 특성입니다. 그들은 또한 추위, 뜨거운 열기 또는 거친 지형과 같은 혹독한 조건을 견딜 수 있습니다. 충돌이나 단락과 같은 위험한 상황에서 폭발하거나 화재가 발생하지 않아 부상 가능성이 크게 줄어듭니다. 리튬 배터리를 선택하고 위험하거나 불안정한 환경에서 사용할 것으로 예상되는 경우 리튬 인산철이 최선의 선택일 수 있습니다. 인산철리튬 배터리는 무독성, 무공해, 희토류 금속을 포함하지 않아 환경을 생각하는 선택이라는 점도 언급할 가치가 있습니다. 폭발하거나 불이 붙지 않아 부상 가능성이 크게 줄어듭니다.
인산철 리튬 배터리의 안전성에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?
인산철 리튬 배터리는 정기적으로 사용하는 경우 완전히 안전하지만 극단적인 경우 일부 사고가 여전히 발생할 수 있습니다. 다음은 배터리에 영향을 미치는 몇 가지 요인입니다.
에누리
어떤 종류의 배터리든 과충전은 항상 큰 문제입니다. 배터리가 장시간 충전되어 최대 전압에 도달했을 때 전원 공급 장치에 계속 연결하면 배터리가 강제로 충전되어 내부 열이 발생합니다. 배터리가 충전 상태에서 오랫동안 절연 상태를 유지한다고 가정합니다. 이 경우 온도가 점차 상승하고 열 에너지가 축적되어 배터리에 불이 붙을 수 있습니다.
배터리 재료
재료 준비는 또한 배터리의 열 및 구조적 안정성에 필수적인 역할을 합니다. 인산철리튬 내부에는 산화철이 있으므로 전지의 철 원소는 XNUMX가여야 합니다. 배터리 제조업체는 소결 반응 중에 각별한 주의를 기울여야 합니다.
배터리 보관 영역
배터리를 충전할 때 필연적으로 소량의 열이 발생하지만 사고를 방지하기 위해 배터리를 놓는 장소는 불이 붙지 않는 곳에 두십시오. 휘발성이 강한 지역에서 배터리를 충전하면 아주 작은 열에도 현장에 불이 붙을 수 있습니다.
인산철 리튬 배터리가 "폭발"할지 여부는 먼저 일상적인 장면에서 폭발 조건이 있는지 여부에 달려 있습니다. 일반적으로 폭발은 충분한 산소의 XNUMX가지 상태, 기준을 충족하는 가연성 물질의 농도, 발화원 및 제한된 공간이 동시에 충족되는 경우에만 발생합니다.
배터리 문제를 방지하는 방법은 무엇입니까?
적합한 충전기
적합한 충전기를 사용하면 배터리 과충전을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 배터리 유형 및 정격 전압에 따라 제조업체에서 제공하는 충전기를 선택하여 배터리의 과충전 및 발열을 방지하고 배터리가 항상 안정적인 충전 상태인지 확인할 수 있습니다.
적당한 온도
배터리 보관에는 온도에 대한 특정 요구 사항도 있습니다. 최적의 온도 범위는 일반적으로 15 °C ~ 30 °C이며 이 온도 값은 보관 시간에 따라 변경됩니다. 또한 장기간 사용하면 배터리에서 약간의 열이 발생할 수 있습니다. 배터리가 식은 후에 충전하십시오.
프리미엄 배터리 관리 시스템(BMS)
배터리 관리 시스템은 각 배터리 장치를 지능적으로 관리 및 유지하고, 배터리의 과충전 및 과방전을 방지하고, 배터리 수명을 연장하고, 배터리 상태를 모니터링할 수 있습니다.
좋은 BMS는 과충전을 중지하고 각 배터리를 개별적으로 충전합니다. BMS는 배터리가 부정확한 판독값을 제공하거나 실패하는지 감지하여 폭발이나 화재를 방지할 수 있습니다.
품질 제조업체
고품질 제조업체가 생산하는 리튬 인산철 배터리는 배터리 생산 합격률을 크게 높일 수 있습니다.
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