Lityum demir fosfat pil pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat kullanan bir lityum iyon pili ifade eder. Lityum iyon pillerin katot malzemeleri esas olarak lityum kobalt oksit, lityum manganat, lityum nikel oksit, üçlü malzemeler, lityum demir fosfat vb.
Lityum iyon pilin pozitif elektrodu, aynı zamanda güç pilinin en önemli teknik göstergelerinden biri olan güvenlik performansı ve çevrim ömründe büyük avantajlara sahip olan lityum demir fosfat malzemesidir. 1C şarj-deşarj döngüsü ömrü 2000 kez elde edilebilir, delinme patlamaz ve aşırı şarj edildiğinde yanması ve patlaması kolay değildir. Lityum demir fosfat katot malzemesi, büyük kapasiteli lityum iyon pillerin seri olarak kullanılmasını kolaylaştırır.
Lityum demir fosfat pil, pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat kullanan bir lityum iyon pili ifade eder. Lityum iyon pillerin katot malzemeleri esas olarak lityum kobalt oksit, lityum manganat, lityum nikel oksit, üçlü malzemeler, lityum demir fosfat vb. İçerir. Bunların arasında lityum kobalt oksit, lityum iyon pillerin büyük çoğunluğunda kullanılan katot malzemesidir. . Malzeme prensibi açısından, lityum demir fosfat aynı zamanda lityum kobaltat ve lityum manganat ile tamamen aynı olan bir interkalasyon ve deinterkalasyon işlemidir.
Lityum demir fosfat pil, bir lityum iyon ikincil pildir, ana kullanımlarından biri, NI-MH ve Ni-Cd pillere göre büyük avantajları olan güç pilleri içindir.
Lityum demir fosfat pillerin şarj ve deşarj verimliliği yüksektir ve şarj ve deşarj verimliliği, kurşun asit pil yaklaşık% 90 iken, şarj ve deşarj verimliliği, oran deşarjı altında% 80'dan fazla olabilir.
Lityum demir fosfat pilin 9 avantajı
Güvenlik performansının iyileştirilmesi
Lityum demir fosfat kristalindeki PO bağı kararlıdır ve ayrıştırılması zordur. Yüksek sıcaklıkta veya aşırı şarjda bile, çökmez ve lityum kobalt oksit gibi ısı üretmez veya güçlü oksitleyici maddeler oluşturmaz, bu nedenle iyi bir güvenliği vardır. Bir rapor, fiili operasyonda, akupunktur veya kısa devre deneylerinde az sayıda numunenin yandığını, ancak patlama olmadığını belirtti. Aşırı şarj deneyinde, kendi kendine deşarj voltajından birçok kat daha yüksek bir yüksek voltajlı şarj kullanıldı ve hala patlama olayının olduğu bulundu. Buna rağmen, aşırı şarj güvenliği, sıradan sıvı elektrolit lityum kobalt oksit pillerle karşılaştırıldığında büyük ölçüde geliştirildi.
Yaşam süresinin iyileştirilmesi
Lityum demir fosfat pil, pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat kullanan bir lityum iyon pili ifade eder.
Uzun ömürlü kurşun-asit pillerin çevrim ömrü yaklaşık 300 kat ve maksimum 500 kat iken, lityum demir fosfat güç pillerinin çevrim ömrü 2,000 kattan fazla ulaşabilir ve standart şarj (5 saatlik oran) kullanım 2,000 kez ulaşabilir. Aynı kalitedeki kurşun-asit pil, "yeni yarım yıllık, eski yarım yıllık ve yarım yıllık bakım ve bakım", yani en fazla 1 ila 1.5 yıl, lityum demir fosfat pilin teorik ömrü ise 7'ye ulaşacak. Aynı koşullarda kullanıldığında 8 yıla kadar. Kapsamlı bir değerlendirme, performans-fiyat oranı teorik olarak kurşun asitli akülerin 4 katından fazladır. Yüksek akım deşarjı, yüksek akım 2C'yi hızlı bir şekilde şarj edebilir ve deşarj edebilir, özel şarj cihazının altında, pil, 40C şarjın 1.5 dakikasında tamamen şarj edilebilir ve başlangıç akımı 2C'ye ulaşabilir, ancak kurşun-asit pillerde buna sahip değildir. verim.
İyi yüksek sıcaklık performansı
Lityum demir fosfat pilin elektrikli ısıtma zirvesi 350 ℃ -500 ℃'ye ulaşabilirken, lityum manganat ve lityum kobaltat sadece 200 ℃ civarındadır. Çalışma sıcaklığı aralığı geniştir (-20C–+75C) ve yüksek sıcaklık direncine sahip lityum demir fosfatın elektrikli ısıtma zirvesi 350℃-500℃'ye ulaşabilirken, lityum manganat ve lityum kobaltat sadece 200℃ civarındadır.
Geniş kapasite
Sıradan akülerden (kurşun asit vb.) daha büyük kapasiteye sahiptir. Monomer kapasitesi 5AH-1000AH'dır.
Bellek etkisi yok
Şarj edilebilir piller genellikle tam şarjlı durumda çalışır ve kapasite hızla nominal kapasitenin altına düşer. Bu fenomene hafıza etkisi denir. Nikel-metal hidrit ve nikel-kadmiyum piller gibi, bellek vardır, ancak lityum demir fosfat pillerde bu fenomen yoktur. Pil hangi durumda olursa olsun, şarj etmeden önce deşarj etmeye gerek kalmadan her zaman kullanılabilir.
Hafif
Aynı özellik ve kapasiteye sahip lityum demir fosfat pilin hacmi, kurşun asitli pilin hacminin 2/3'ü, ağırlığı ise kurşun asitli pilin 1/3'ü kadardır.
Çevre dostu
Pilin genel olarak ağır metaller ve nadir metaller içermediği (nikel-metal hidrit piller nadir metaller gerektirir), toksik olmadığı (SGS sertifikalı), Avrupa RoHS yönetmeliklerine uygun olarak kirletici olmadığı ve mutlak yeşil pil olduğu kabul edilir. sertifika. Bu nedenle, lityum pilin endüstri tarafından tercih edilmesinin nedeni, esas olarak çevre koruma hususlarından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle batarya, “Onuncu Beş Yıllık Plan” döneminde “863” ulusal yüksek teknoloji kalkınma planına dahil edilmiş ve devlet tarafından desteklenen ve teşvik edilen önemli bir proje haline gelmiştir. Çin'in DTÖ'ye girmesiyle birlikte Çin'in elektrikli bisikletlerinin ihracat hacmi hızla artacak ve Avrupa ve Amerika'ya giren elektrikli bisikletlerin çevreyi kirletmeyen pillerle donatılması zorunlu hale geldi.
Ancak bazı uzmanlar kurşun-asit akülerin neden olduğu çevre kirliliğinin ağırlıklı olarak işletmelerin standart dışı üretim süreçlerinde ve geri dönüşüm süreçlerinde meydana geldiğini söyledi. Aynı şekilde, lityum piller yeni enerji endüstrisine aittir, ancak ağır metal kirliliği sorununu önleyemez. Metal malzemelerin işlenmesinde kurşun, arsenik, kadmiyum, cıva, krom vb. toza ve suya salınabilir. Pilin kendisi kimyasal bir maddedir, bu nedenle iki tür kirliliğe neden olabilir: biri üretim projesindeki proses atık kirliliğidir; diğeri ise hurdaya ayrıldıktan sonra pil kirliliğidir.
Lityum demir fosfat pillerin de eksiklikleri vardır: örneğin, düşük sıcaklık performansı zayıftır, pozitif elektrot malzemelerinin musluk yoğunluğu düşüktür ve eşit kapasiteye sahip lityum demir fosfat pillerin hacmi, lityum gibi lityum iyon pillerinkinden daha büyüktür. kobalt oksit, bu nedenle mikro pillerde hiçbir avantajı yoktur. Güç pillerinde kullanıldığında, diğer piller gibi lityum demir fosfat pillerin pil tutarlılığı sorunuyla yüzleşmesi gerekir.
Güç pillerinin karşılaştırılması
Şu anda, güç lityum iyon piller için en umut verici katot malzemeleri esas olarak modifiye lityum manganat (LiMn2O4), lityum demir fosfat (LiFePO4) ve nikel kobalt lityum manganat (Li(Ni,Co,Mn)O2) üçlü Malzemedir. Nikel-kobalt lityum manganat üçlü malzemenin, kobalt kaynaklarının eksikliği, yüksek nikel ve kobalt oluşumu ve büyük fiyat dalgalanmaları nedeniyle elektrikli araçlar için güç tipi lityum-iyon pillerin ana akımı haline gelmesi genellikle zor kabul edilir, ancak bununla birleştirilebilir. spinel manganik asit. Lityum belirli bir aralıkta kombinasyon halinde kullanılır.
Sanayi uygulaması
Karbon kaplı alüminyum folyo, lityum pil endüstrisine teknolojik yenilik ve endüstriyel gelişme getiriyor; lityum pil ürünlerinin performansını artırır ve deşarj oranını artırır.
Yerli pil üreticilerinin pil performansına yönelik artan gereksinimleriyle birlikte, Çin'de genellikle yeni enerji pili malzemeleri tanınmaktadır: iletken malzemeler, iletken kaplamalı alüminyum folyo ve bakır folyo.
Avantajları şunlardır: pil malzemelerini işlerken, genellikle iyi yüksek oranlı şarj-deşarj performansına ve büyük özgül kapasiteye sahiptir, ancak düşük döngü kararlılığına ve ciddi zayıflamaya sahiptir ve bir seçim yapmak zorundadır.
Pil performansındaki iyileştirmeleri yeni bir çağa taşıyan sihirli bir kaplamadır.
İletken kaplama, dağılmış nano-iletken grafit kaplı parçacıklardan ve benzerlerinden oluşur. Mükemmel statik iletkenlik sağlar ve koruyucu bir enerji emici tabakadır. Aynı zamanda iyi bir kapsama koruması sağlar. Kaplamalar su ve solvent bazlıdır ve alüminyum, bakır, paslanmaz çelik, alüminyum ve titanyum bipolar plakalara uygulanabilir.
Karbon kaplama, lityum pillerin performansına aşağıdaki iyileştirmeleri getirir:
Pilin iç direncini azaltın ve şarj-deşarj döngüsü sırasında dinamik iç direncin artışını bastırın;
Pil paketinin tutarlılığını önemli ölçüde iyileştirin ve pil paketinin maliyetini azaltın;
Aktif malzeme ile akım toplayıcı arasındaki yapışmayı iyileştirin ve kutup parçasının üretim maliyetini azaltın;
Polarizasyonu azaltın, hız performansını iyileştirin ve termal etkileri azaltın;
Akım toplayıcının elektrolit tarafından korozyonunu önleyin;
Pil ömrünü uzatmak için kapsamlı faktör;
Kaplama kalınlığı: geleneksel tek taraflı kalınlık 1 ~ 3μm.
Son yıllarda Japonya ve Güney Kore, Toyota ve Panasonic, Hitachi, Sony tarafından kurulan bir ortak girişim olan Panasonic EV Energy gibi katot malzemeleri olarak modifiye edilmiş lityum manganat ve nikel-kobalt lityum manganat üçlü malzemelere sahip güç lityum iyon piller geliştirdi. , Yeni Kobe Electric, NEC, Sanyo Electric, Samsung ve LG, vb.
Amerika Birleşik Devletleri ağırlıklı olarak A123 Systems Company ve Valence Company gibi pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfatlı güç tipi lityum iyon piller geliştiriyor, ancak büyük Amerikan otomobil üreticileri manganez bazlı pozitif elektrot malzeme sistemi güç tipi lityum iyonu seçiyor PHEV'lerinde ve EV'lerinde piller. Ve Amerikan A123 şirketinin lityum manganat malzemeleri alanına girmeyi düşündüğü, Almanya ve diğer Avrupa ülkelerinin ise Daimler Benz ve Fransız Saft gibi elektrikli araçlar geliştirmek için ağırlıklı olarak diğer ülkelerin pil şirketleriyle işbirliği yolunu benimsediği söyleniyor. Alliance, Almanya Volkswagen ve Japonya'nın Sanyo Anlaşması işbirliğini bekleyin. Şu anda Almanya'da Volkswagen ve Fransa'da Renault da hükümetlerinin desteğiyle güç lityum iyon piller geliştiriyor ve üretiyor.
Lityum demir fosfat pillerin dezavantajları
Bir malzemenin uygulama geliştirme potansiyeline sahip olup olmadığı, avantajlarına odaklanmanın yanı sıra, malzemenin temel kusurlara sahip olup olmadığı daha kritiktir.
Yerel olarak, lityum demir fosfat, genellikle güç lityum iyon piller için pozitif elektrot malzemesi olarak seçilir. Hükümetten, bilimsel araştırma kurumlarından, işletmelerden ve hatta menkul kıymet şirketlerinden piyasa analistleri bu malzeme konusunda iyimserler ve onu güç lityum iyon pillerin gelişim yönü olarak görüyorlar.
Sebepleri analiz etmenin iki ana nedeni vardır: Birincisi, Amerika Birleşik Devletleri'nin araştırma ve geliştirme yönünün etkisi nedeniyle, lityum iyon için pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat kullanan ilk şirketler American Valence ve A123 şirketleriydi. piller. İkinci olarak, Çin'de güç lityum iyon pillerde kullanılabilecek iyi yüksek sıcaklık döngüsü ve depolama performansına sahip lityum manganat malzemesi yoktur. Bununla birlikte, lityum demir fosfatın ayrıca göz ardı edilemeyecek temel kusurları vardır ve bunlar aşağıdaki gibi özetlenebilir:
- Lityum demir fosfatın hazırlanması sırasında sinterleme işlemi sırasında, demir oksit, yüksek sıcaklıklı indirgeyici bir atmosferde elementer demire indirgenebilir. Elementel demir, pilde mikro kısa devreye neden olabilir ve pildeki en tabu maddedir. Japonya'nın bu malzemeyi güç lityum iyon piller için pozitif elektrot malzemesi olarak kullanmamasının da ana nedeni budur;
- Lityum demir fosfat, düşük musluk yoğunluğu ve sıkıştırma yoğunluğu gibi bazı performans kusurlarına sahiptir ve bu da lityum iyon pillerin düşük enerji yoğunluğuna neden olur. Düşük sıcaklık performansı zayıf ve nano kapsülleme ve karbon kaplama bile bu sorunu çözmedi. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Argonne Ulusal Laboratuvarı'nın Enerji Depolama Sistemi Merkezi müdürü Dr. Don Hillebrand, lityum demir fosfat pillerin düşük sıcaklık performansından bahsettiğinde, bunu korkunç olarak nitelendirdi. Elektrikli araç düşük sıcaklıkta (0°C'nin altında) çalıştırılamaz. Bazı üreticiler, lityum demir fosfat pillerin kapasite tutma oranının düşük sıcaklıkta kötü olmadığını iddia etse de, düşük deşarj akımı ve düşük deşarj kesme voltajı durumundadır. Bu durumda, cihaz hiçbir şekilde çalışmaya başlayamaz.
- Malzemenin hazırlanma maliyeti ve pilin üretim maliyeti daha yüksek, pilin verimi düşük ve kıvamı zayıf. Lityum demir fosfatın nano ölçekli ve karbon kaplaması malzemenin elektrokimyasal performansını iyileştirse de, enerji yoğunluğunun azalması, sentez maliyetinin artması, zayıf elektrot işleme performansı ve zorlu çevresel gereksinimler gibi başka sorunları da beraberinde getirir. Lityum demir fosfattaki kimyasal elementler Li, Fe ve P çok zengin ve maliyeti düşük olmasına rağmen hazırlanan lityum demir fosfat ürününün maliyeti düşük değildir. Erken araştırma ve geliştirme maliyetleri kaldırılsa bile, malzemenin işlem maliyeti nispeten yüksektir. Bataryayı hazırlamanın maliyeti, nihai birim enerji depolama maliyetini yükseltecektir.
- Kötü ürün tutarlılığı. Şu anda Çin'de bu sorunu çözebilecek lityum demir fosfat malzeme fabrikası yok. Malzeme hazırlama perspektifinden bakıldığında, lityum demir fosfatın sentez reaksiyonu, katı faz fosfat, demir oksit ve lityum tuzu artı karbon öncüsü ve indirgeyici gaz fazı dahil olmak üzere karmaşık bir heterojen reaksiyondur. Bu karmaşık reaksiyon sürecinde reaksiyonun tutarlılığını sağlamak zordur.
- Fikri mülkiyet sorunları. Lityum demir fosfat için en erken patent başvurusu 25 Haziran 1993'te FX MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE) tarafından alındı ve başvuru sonuçları aynı yılın 19 Ağustos'ta açıklandı. Lityum demir fosfatın temel patenti Teksas Üniversitesi'ne aittir ve karbon kaplama patenti Kanadalılar tarafından uygulanmaktadır. Bu iki temel patent atlanamaz. Maliyete patent telif ücreti dahil edilirse ürün maliyeti daha da artacaktır.
Ayrıca, lityum iyon pillerin Ar-Ge ve üretimindeki deneyimlerine bakıldığında, Japonya, lityum iyon pilleri ticarileştiren ilk ülkedir ve yüksek kaliteli lityum iyon pil pazarını işgal etmektedir. Amerika Birleşik Devletleri bazı temel araştırmalarda lider olmasına rağmen, şu ana kadar büyük ölçekli bir lityum iyon pil üreticisi yok. Bu nedenle, Japonya'nın güç lityum iyon piller için pozitif elektrot malzemesi olarak lityum manganatı seçmesi daha mantıklıdır. Amerika Birleşik Devletleri'nde bile, güç lityum iyon piller için katot malzemeleri olarak lityum demir fosfat ve lityum manganat kullanan üreticilerin sayısı eşit olarak bölünmüştür ve federal hükümet bu iki sistemin aynı anda araştırma ve geliştirmesini desteklemektedir.
Lityum demir fosfatın yukarıdaki sorunları göz önüne alındığında, yeni enerji araçlarında ve diğer alanlarda güç lityum-iyon pilleri için pozitif elektrot malzemesi olarak yaygın olarak kullanılması zordur. Düşük maliyet ve yüksek oranlı performans avantajları ile lityum manganatın yüksek sıcaklık döngüsü ve düşük depolama performansı sorunları çözülebilirse, güç lityum iyon pillerdeki uygulama büyük potansiyele sahip olacaktır.
- Çalışma prensibi ve özellikleri Lityum demir fosfat pilin tam adı, çok uzun olan ve kısaca lityum demir fosfat pil olarak adlandırılan lityum demir fosfat lityum iyon pildir. Performansı özellikle güç uygulamaları için uygun olduğundan, isme “güç” kelimesi, yani lityum demir fosfat güç pili eklenir. Aynı zamanda “lityum demir (LiFe) güç pili” olarak da adlandırılır.
Metal ticareti piyasasında kobalt (Co) en pahalı ve fazla depolama yok, nikel (Ni) ve manganez (Mn) daha ucuz, demir (Fe) ise en ucuzu. Katot malzemelerinin fiyatları da bu metallerin fiyatları ile uyumludur. Bu nedenle, LiFePO4 katot malzemesinden yapılmış lityum iyon pil en ucuzu olmalıdır. Diğer bir özelliği ise çevreyi kirletmemesidir.
Şarj edilebilir bir pil olarak gereksinimler şunlardır: yüksek kapasite, yüksek çıkış voltajı, iyi şarj ve deşarj döngüsü performansı, kararlı çıkış voltajı, yüksek akım şarjı ve deşarjı, elektrokimyasal stabilite, kullanım güvenliği (aşırı şarj, aşırı deşarj ve kısa devre nedeniyle değil) Uygun olmayan çalışma nedeniyle yanmaya veya patlamaya neden olabilir), geniş çalışma sıcaklığı aralığı, toksik olmayan veya daha az toksik ve çevre kirliliği yok. Pozitif elektrot olarak LiFePO4 kullanan lityum demir fosfat pil, özellikle büyük deşarj hızı deşarjı (5-10C deşarj), kararlı deşarj voltajı, güvenlik (yanmaz, patlamaz), kullanım ömrü (döngü süreleri) açısından iyi performans gereksinimlerine sahiptir. ) ), çevreyi kirletmez, en iyisidir ve şu anda en iyi yüksek akım çıkışlı pildir.
Lityum demir fosfat pilin yapısı ve çalışma prensibi
LiFePO4 pilin iç bağlantısı, pilin pozitif elektrotuna bir alüminyum folyo ile bağlanan pilin pozitif elektrotu olarak bir olivin yapıya sahip LiFePO4'tür. , sağda, bir bakır folyo ile pil negatif elektrotuna bağlanan karbondan (grafit) oluşan bir pil negatif elektrotudur. Pilin üst ve alt uçları arasında pilin elektroliti bulunur ve pil, metal bir kasa ile hava geçirmez şekilde kapatılmıştır.
LiFePO4 piller şarj edildiğinde, pozitif elektrottaki lityum iyonları Li+, polimer ayırıcı aracılığıyla negatif elektrota geçer; deşarj işlemi sırasında, negatif elektrottaki lityum iyonları Li+, ayırıcı aracılığıyla pozitif elektrota göç eder. Lityum iyon piller, şarj ve deşarj sırasında lityum iyonlarının ileri geri hareket etmesinden sonra adlandırılır.
Ana performans
LiFePO4 pilin nominal voltajı 3.2V, son şarj voltajı 3.6V ve son deşarj voltajı 2.0V'dir. Çeşitli üreticiler tarafından kullanılan pozitif ve negatif elektrot malzemelerinin ve elektrolit malzemelerinin farklı kalite ve işlemlerinden dolayı performanslarında bazı farklılıklar olacaktır. Örneğin, aynı tipteki pilin (aynı paketteki standart pil) kapasitesi oldukça farklıdır (%10 ila %20).
Farklı fabrikalar tarafından üretilen lityum demir fosfat güç pillerinin çeşitli performans parametrelerinde bazı farklılıkların olacağı burada belirtilmelidir; ek olarak, pil iç direnci, kendi kendine deşarj oranı, şarj ve deşarj sıcaklığı vb. gibi bazı pil performansı dahil değildir.
Lityum demir fosfat güç pillerinin kapasitesi oldukça farklıdır ve üç kategoriye ayrılabilir: küçük ondalık ila birkaç miliamper saat, orta onlarca miliamper saat ve büyük yüzlerce miliamper saat. Farklı pil türlerinin aynı parametrelerinde de bazı farklılıklar vardır. Şu anda, yaygın olarak kullanılan küçük standart silindirik olarak paketlenmiş lityum demir fosfat güç pili, 18 mm çapında ve 650 mm yüksekliğinde bir parametre profili boyutuna sahiptir (model 18650).
Sıfır voltaj testine aşırı deşarj
Sıfır voltaja deşarj testi için STL18650 (1100mAh) lityum demir fosfat güç pili kullanıldı. Test koşulları: 1100mAh STL18650 pil, 0.5C şarj hızıyla tamamen şarj edilir ve ardından 0C deşarj hızıyla 1.0C pil voltajına boşaltılır. Daha sonra 0V'a yerleştirilmiş pilleri iki gruba ayırın: bir grup 7 gün, diğer grup 30 gün depolanır; depolama süresi sona erdikten sonra 0.5C şarj oranı ile tamamen şarj edilir ve ardından 1.0C ile deşarj edilir. Son olarak, iki sıfır voltajlı depolama periyodu arasındaki farklar karşılaştırılır.
Testin sonucu, 7 günlük sıfır voltajlı depolamadan sonra pilin sızıntı yapmadığı, iyi performans gösterdiği ve kapasitenin %100 olduğu; 30 günlük depolamadan sonra sızıntı olmaz, iyi performans gösterir ve kapasite %98'dir; 30 günlük depolamadan sonra pil 3 şarj-deşarj döngüsüne tabi tutulur, Kapasite %100'e geri döner.
Bu test, pilin aşırı boşalmış (0V'a bile) ve belirli bir süre saklanmış olsa bile, pilin akmayacağını veya zarar görmeyeceğini gösterir. Bu, diğer lityum iyon pil türlerinde olmayan bir özelliktir.
Lityum demir fosfat pilin özellikleri
Yukarıdaki giriş sayesinde, LiFePO4 pil aşağıdaki özellikler olarak özetlenebilir.
Yüksek verimli çıkış: standart deşarj 2 ~ 5C'dir, sürekli yüksek akım deşarjı 10C'ye ulaşabilir ve anlık darbe deşarjı (10S) 20C'ye ulaşabilir;
Yüksek sıcaklıkta iyi performans: Dış sıcaklık 65 °C olduğunda, iç sıcaklık 95 °C kadar yüksektir ve pil deşarjının sonundaki sıcaklık 160 °C'ye ulaşabilir, pilin yapısı güvenli ve sağlamdır ;
Pil içten veya dıştan zarar görse bile pil yanmaz, patlamaz ve en iyi güvenliğe sahiptir; mükemmel çevrim ömrü, 500 çevrimden sonra boşaltma kapasitesi hala %95'in üzerindedir;
Aşırı deşarjdan sıfır volta kadar bile hasar yok; hızlı şarj; düşük maliyetli; çevreye hiçbir kirlilik.
Lityum demir fosfat güç pilinin uygulanması
Lityum demir fosfat güç pilleri yukarıdaki özelliklere sahip olduğundan ve çeşitli kapasitelerde piller ürettikleri için kısa sürede yaygın olarak kullanılırlar. Başlıca uygulama alanları şunlardır:
Büyük elektrikli araçlar: otobüsler, elektrikli araçlar, gezi araçları ve hibrit araçlar vb.;
Hafif elektrikli araçlar: elektrikli bisikletler, golf arabaları, küçük düz panel akülü araçlar, forkliftler, temizlik araçları, elektrikli tekerlekli sandalyeler vb.;
Elektrikli aletler: elektrikli matkaplar, elektrikli testereler, çim biçme makineleri vb.;
Uzaktan kumandalı arabalar, tekneler, uçaklar ve diğer oyuncaklar;
Güneş ve rüzgar enerjisi üretimi için enerji depolama ekipmanları;
UPS ve acil durum ışıkları, uyarı ışıkları ve madenci ışıkları (en iyi güvenlik);
Fotoğraf makinesindeki 3V birincil lityum pili ve 9V nikel-kadmiyum veya nikel-metal hidrit şarj edilebilir pili değiştirin (aynı boyutta);
Küçük tıbbi ekipman ve taşınabilir ekipman vb.
İşte kurşun asit pillerin lityum demir fosfat pillerle değiştirilmesine ilişkin bir uygulama örneği. 36V/10Ah (360Wh) kurşun-asit akü kullanıldığında, ağırlığı 12 kg, tek şarjla yaklaşık 50 km yol kat edebilir, şarj sayısı yaklaşık 100 kat ve kullanım süresi yaklaşık 1 yıldır. Lityum demir fosfat akü kullanılıyorsa, aynı 360Wh enerji (seri olarak 12 adet 10Ah aküden oluşur) kullanılır ve ağırlığı yaklaşık 4 kg'dır. Şarj edildikten sonra yaklaşık 80 km yol kat edebilir, şarj sayısı 1000 defaya ulaşabilir ve hizmet ömrü 3 ila 5 yıla ulaşabilir. Lityum demir fosfat güç pilinin fiyatı, kurşun asit pilin fiyatından çok daha yüksek olmasına rağmen, genel ekonomik etki, lityum demir fosfat güç pili kullanmak daha iyidir ve kullanımda daha hafiftir.
Lityum iyon pillerin performansı esas olarak pozitif ve negatif elektrot malzemelerine bağlıdır. Lityum pil malzemesi olarak lityum demir fosfat ancak son yıllarda ortaya çıkmıştır. Yüksek kapasiteli lityum demir fosfat piller Temmuz 2005'te geliştirildi. Güvenlik performansı ve çevrim ömrü diğer malzemelerle kıyaslanamaz ve bunlar güç pillerinin en önemli teknik göstergeleridir. 1 kata kadar 2000C şarj ve deşarj döngüsü ömrü. Tek hücreli pil aşırı şarj voltajı 30V yanmaz, delinme patlamaz. Lityum demir fosfat katot malzemesi, büyük kapasiteli lityum iyon pillerin seri olarak kullanılmasını kolaylaştırır. Elektrikli araçların sık şarj ve deşarj ihtiyaçlarını karşılamak için. Toksik olmayan, kirletici olmayan, iyi güvenlik performansı, geniş hammadde kaynağı, düşük fiyat, uzun ömür vb. Avantajlara sahiptir. Yeni nesil lityum iyon piller için ideal bir katot malzemesidir.
Bu proje, yüksek teknoloji projelerinde fonksiyonel enerji malzemelerinin geliştirilmesine aittir ve ulusal “863” planı, “973” planı ve “Onbirinci Beş Yıllık” yüksek teknoloji sanayi geliştirme planının kilit destek alanıdır. .
Lityum iyon pilin pozitif elektrodu, aynı zamanda güç pilinin en önemli teknik göstergelerinden biri olan güvenlik performansı ve çevrim ömründe büyük avantajlara sahip olan lityum demir fosfat malzemesidir. 1C şarj-deşarj döngüsü ömrü 2000 kez elde edilebilir, delinme patlamaz ve aşırı şarj edildiğinde yanması ve patlaması kolay değildir. Lityum demir fosfat katot malzemesi, büyük kapasiteli lityum iyon pillerin seri olarak kullanılmasını kolaylaştırır.
Son zamanlarda, geleneksel lityum pillerin yerini alması beklenen yeni pillerin gelişimi hakkında sürekli raporlar var, bu bize cep telefonlarının ve tabletlerin daha uzun pil ömrüne sahip olacağı umudunu veriyor, ancak ne yazık ki çoğu laboratuvar araştırma aşamasında. Büyük ölçekli ticari kullanımı söylemek zor.
Deboch TEC.GmbH tarafından yayınlanan lityum demir fosfat pil teknolojisine ilişkin teknik incelemede, kompozit nanomalzemeler kullanıldıktan sonra, 32650 spesifikasyonuna sahip tek bir hücrenin (çap 32mm/uzunluk 65mm) enerji yoğunluğu 6000mAh'ye yükseltilebiliyor. mevcut endüstri 32650 spesifikasyonu tek hücre. 5000mAh spesifikasyonu ile karşılaştırıldığında, aynı ses seviyesi tam 1000mAh artarak %20'ye varan bir orandır ve bir hücre iPhone 4S cep telefonunu neredeyse 4 kez tekrar tekrar şarj edebilir.
Daha da sevindirici olan şey, tek bir düşük hızlı şarj-deşarj ortamında kullanıldığında, pilin 80 kez çevrildikten sonra yaklaşık %3,000'de kalması, sıradan lityum pillerin ise yaklaşık 500 kez çevrilmesidir. . Her 3 günde bir şarj ve deşarj hesaplamasına göre 24 yıl boyunca kesintisiz olarak kullanılabilir, bu da gerçek anlamda uzun ömürlü bir pildir.
Bu yeni pil teknolojisi, taşınabilir güç bankalarında, küçük UPS'lerde, dizüstü bilgisayar pillerinde, araba pillerinde ve diğer ekipmanlarda yaygın olarak kullanılabilir ve farklı kullanım ortamları için Deboch TEC.GmbH ayrıca döngü sayısına göre farklı pil renkleri kullanır. : Askeri sınıf için altındır ve devir sayısı 3000'dir; mavi olan ise sivil araçlar alanında 2500 kez kullanılmış; 2000 kez yeşil olan küçük taşınabilir mobil cihazlar için uygundur.
