İnsanların yaşam standartlarının sürekli iyileştirilmesiyle, işe gidip gelmek ve işten çıkmak yavaş yavaş motorlu hale geldi. Ülkenin karbon nötr politikasının güçlü bir şekilde teşvik edilmesi nedeniyle, insanlar yeni enerji araçları satın aldıklarında, lityum demir fosfat pil ve üçlü lityum pil olmak üzere iki teknoloji arasında seçim yapmak zorunda kalıyorlar. Sektördeki uzmanlar bize pil ömrüne önem vermemizi, kapasiteli ve hafif araçlar için üçlü sistemi ve güvenlik için lityum demir fosfat sistemini seçmemizi söyledi. Bu konuda tüketiciler, sektördeki kişilerin teknik açıdan pratik bir cevap vermesini acilen umuyor: Lityum demir fosfat pil güvenli mi? İlk olarak, üç yönden cevap verin: malzeme/yapısal kararlılık, üretim süreci ve şarj ve deşarj özellikleri.
Lityum demir fosfat pil nedir?
Lityum demir fosfat pil, pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat (LiFePO4) ve negatif elektrot malzemesi olarak karbon kullanan bir lityum iyon pildir. LFP piller, nikel-mangan-kobalt (NMC) ve nikel-kobalt-alüminyum (NCA) gibi diğer lityum-iyon pil türlerinden daha düşük enerji yoğunluklarına sahiptir ve daha düşük voltajlarda çalışır.
Lityum demir fosfat pillerin güvenliği
Lityum demir fosfat, şu anda lityum iyon piller için en güvenli katot malzemesidir. İnsan vücuduna zararlı hiçbir ağır metal elementi içermez. Olivin yapısındaki oksijeni çökeltmek kolay değildir, bu da malzemenin stabilitesini artırır. Bir lityum demir fosfat pilin pozitif elektrot malzemesinin kararlılığı, kararlı bir şarj ve deşarj platformuna sahip olduğunu belirler. Bu nedenle, pilin yapısı şarj ve deşarj sırasında değişmeyecek, yanmayacak ve patlamayacak ve kısa devre, aşırı şarj, ekstrüzyon ve akupunktur gibi özel koşullarda bile hala çok güvenlidir.
Lityum demir fosfat pillerin avantajları
Lityum demir fosfat pil, yüksek çalışma voltajı, yüksek enerji yoğunluğu, uzun çevrim ömrü, iyi güvenlik performansı, düşük kendi kendine deşarj oranı ve hafıza etkisinin olmaması gibi avantajlara sahiptir.
Lityum demir fosfat pil uygulaması
Lityum demir fosfat piller, düşük maliyetleri, yüksek güvenlikleri, düşük toksisiteleri ve uzun çevrim ömürleri nedeniyle evde enerji depolama, güneş aydınlatma sistemleri, araç kullanımı, şebeke ölçeğinde sabit uygulamalar ve yedek güçte yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ev Enerji Depolama
Düşük üretim maliyetleri ve yüksek yangın güvenliği nedeniyle Enphase, LFP ev tipi akümülatörü piyasaya sürdü. 2021'de ev son kullanıcı pazarında, SonnenBatterie ve Enphase dahil olmak üzere birkaç satıcı vardı. Tesla Motors, ev tipi enerji depolama ürünlerinde NMC hücrelerini kullanmaya devam ediyor ancak 2021'de şebeke ölçekli pil ürünleri için LFP'ye geçti.
araç
Forkliftler, bisikletler ve elektrikli araçlar gibi araçlar hızlandığında daha yüksek deşarj oranları, daha hafif ve daha uzun ömürlü piller gerektirir. Bunlar lityum demir fosfat pillerin avantajlarıdır. 12V LiFePO4 piller giderek daha popüler hale geliyor ve karavanlar, karavanlar veya tekneler için yedek (ev tipi) piller olarak yaygın şekilde kullanılıyor.
Güneş aydınlatma sistemi
Güneş enerjili peyzaj aydınlatması, öncelikle tek bir "14500" (AA pil boyutu) LFP pili kullanır.
LFP'nin daha yüksek (3.2 V) çalışma voltajı, tek bir pilin, voltajı yükseltecek devre olmadan LED'i sürmesine izin verir. Orta düzeyde aşırı şarja karşı artırılmış toleransı (diğer lityum pil türlerine kıyasla), ayrıca LiFePO4'ün şarj döngüsünü durdurmak için bir devre olmadan bir fotovoltaik hücreye bağlanabileceği anlamına gelir.
Lityum demir fosfat pilin şarj edilmesi ve boşaltılması
Şarj ve deşarj, lityum pillerin iki temel çalışma durumudur. Lityum demir fosfat pili şarj edildiğinde ve boşaldığında, demir iyonlarının oksidasyon kabiliyeti güçlü olmadığı için oksijen salınmaz ve lityum demir fosfat pili şarj eden elektrolit ile redoks reaksiyonlarına girmek doğal olarak zordur. Güvenli bir ortamda deşarj işlemi. Sadece bu da değil, lityum demir fosfat pillerin aşırı şarj ve deşarj sırasında bile yüksek hızlı deşarj sırasında şiddetli redoks reaksiyonlarına girmesi zordur. Aynı zamanda, lityum deinterkalasyondan sonra, kristal kafes değişir, böylece birim hücrenin (kristalin en küçük kurucu birimi) son hacmi küçülür ve bu da reaksiyon sırasında artan negatif karbon elektrot hacmini dengeler. Bu nedenle, lityum demir fosfat pil şarj edilebilir ve boşaltılabilir. Fiziksel yapının kararlılığı korunur ve hacim artışından kaynaklanan gizli pil patlaması tehlikesi ortadan kaldırılır.
Lityum demir fosfat pilin üretim süreci
Lityum demir fosfat pillerin üretim süreci, kabaca diğer lityum pil çeşitleriyle aynıdır ve temel işlemleri harmanlama, kaplama, haddeleme, tabakalama ve sarımı içerir. Yığınlama işleminde, lityum demir fosfat malzemesinin elektrik iletkenliği nispeten zayıftır, bu nedenle parçacıklar genellikle daha küçük yapılır. Bunun nesnel etkisi, çalışma sırasında korunabilen dengeli bir voltaj platformunun oluşumunu destekleyen iç düzenlemenin daha tekdüze olmasıdır. Batarya durumu stabildir.
Lityum Demir Fosfat piller ayrıca aşırı sıcaklıklarda kullanım için son derece güvenli olacak şekilde tasarlanmıştır:
•Dahili güvenlik sigortası
•Patlamaya dayanıklı çelik kapak
•Mükemmel aşırı sıcaklık koruması
Ayrıca lityum demir fosfat pillerin tasarım aşamasında şunları yaşadılar:
•Darbe testi
•Aşırı şarj testi.
•Kısa devre testi
•Açık devre testi
•Sıcaklık testi
•Düşme testi
•Zorlanmış dahili kısa devre testi
• Alçak gerilim testi.
Ancak tatmin edici sonuçlar elde edildikten sonra hücreler seri üretime geçer.
Lityum demir fosfat piller diğer lityum pillere göre ne kadar güvenlidir?
Fosfatlı piller, güvenli olmayan seviyelere aşırı ısınmayacak mükemmel bir kimyasal ve mekanik yapıya sahiptir. Sonuç olarak, diğer katot malzemeleriyle yapılan lityum iyon pillere kıyasla güvenlik artırılmıştır. Bunun nedeni, LiFePO4'ün yüklü ve yüksüz durumlarının fiziksel olarak benzer ve oldukça sağlam olmasıdır; bu da, şarj döngülerine eşlik eden veya başarısız olabilen oksijen akışı sırasında iyonların sabit kalmasına izin verir. Genel olarak, demir fosfat-oksit bağı kobalt-oksit bağından daha güçlüdür, bu nedenle pil aşırı şarj edildiğinde veya fiziksel olarak hasar gördüğünde fosfat-oksit bağı yapısal olarak sabit kalır; diğer lityum kimyalarında ise bağ parçalanmaya başlar ve çok fazla ısı açığa çıkarır, bu da sonunda termal kaçaklara yol açar.
Lityum fosfat piller, şarj etme veya boşaltma sırasında yanlış kullanıldığında önemli bir özellik olan yanıcı değildir. Ayrıca soğuk, kavurucu sıcak veya engebeli arazi gibi zorlu koşullara da dayanabilirler. Çarpışma veya kısa devre gibi tehlikeli bir olayda patlamayacak veya alev almayacak, bu da yaralanma olasılığını önemli ölçüde azaltacaktır. Bir lityum pil seçiyorsanız ve tehlikeli veya dengesiz ortamlarda kullanmayı planlıyorsanız, lityum demir fosfat en iyi seçiminiz olabilir. Ayrıca, lityum demir fosfat pillerin toksik, çevreyi kirletmeyen ve nadir toprak metalleri içermediğini ve bu pillerin çevreye duyarlı bir seçim olduğunu belirtmekte fayda var. Patlamazlar veya alev almazlar, bu da yaralanma olasılığını önemli ölçüde azaltır.
Lityum demir fosfat pillerin güvenliğini etkileyen faktörler?
Lityum demir fosfat piller düzenli kullanımda tamamen güvenli olsa da, aşırı durumlarda bazı kazalar meydana gelebilir. Aşağıda pili etkileyen bazı faktörler verilmiştir.
Kazıklamak
Ne tür bir pil olursa olsun, aşırı şarj her zaman büyük bir sorundur. Pil uzun süre şarj edildiğinde ve maksimum voltaja ulaştığında, güç kaynağına bağlanmaya devam edilmesi pili şarj olmaya zorlayarak dahili ısı oluşumuna neden olur. Pilin şarj durumunda uzun süre yalıtımlı tutulduğunu varsayalım. Bu durumda sıcaklık kademeli olarak artacak ve ısı enerjisi birikerek pilin alev almasına neden olabilir.
Pil Malzemesi
Malzeme hazırlığı ayrıca pilin termal ve yapısal stabilitesinde önemli bir rol oynar. Lityum demir fosfatın içinde demir oksit vardır, bu nedenle pildeki demir element iki değerli olmalıdır. Pil üreticileri, sinterleme reaksiyonu sırasında ekstra özen göstermelidir.
Pil Saklama Alanı
Pil şarj edildiğinde, kaçınılmaz olarak az miktarda ısı oluşacaktır, ancak kazaları önlemek için pilin yerleştirildiği alanın yanıcı olmadığından emin olun. Pil uçucu bir bölgede şarj edilirse, en ufak bir ısı bile sitenin alev almasına neden olabilir.
Lityum demir fosfat pillerin "patlayıp patlamayacağı", öncelikle günlük sahnelerde patlama koşullarının bulunup bulunmadığına bağlıdır. Genel olarak konuşursak, bir patlama yalnızca dört yeterli oksijen durumu, standardı karşılayan yanıcı maddelerin konsantrasyonu, ateşleme kaynağı ve sınırlı alan aynı anda karşılanırsa meydana gelir.
Pil sorunları nasıl önlenir?
Uygun Şarj Cihazı
Uygun bir şarj cihazı kullanmak, pilin aşırı şarj edilmesini etkili bir şekilde önleyebilir. Pil tipine ve anma voltajına göre, pilinizin aşırı şarj olmasını ve ısınmasını önlemek için üretici tarafından sağlanan şarj cihazını seçebilir ve pilin her zaman sabit bir şarj durumunda olmasını sağlayabilirsiniz.
Uygun Sıcaklık
Pil depolamanın ayrıca sıcaklıkla ilgili özel gereksinimleri vardır. Optimum sıcaklık aralığı genellikle 15 °C ile 30 °C arasındadır ve bu sıcaklık değeri depolama süresi ile değişir. Ayrıca, uzun süreli kullanımdan sonra pil bir miktar ısı üretebilir. Lütfen pili soğuduktan sonra şarj ettiğinizden emin olun.
Üstün pil yönetim sistemi (BMS)
Pil yönetim sistemi, her bir pil birimini akıllıca yönetebilir ve bakımını yapabilir, pilin aşırı şarj olmasını ve aşırı deşarj olmasını önleyebilir, pilin hizmet ömrünü uzatabilir ve pilin durumunu izleyebilir.
İyi bir BMS, aşırı şarjı durduracak ve her bir pili ayrı ayrı şarj edecektir. Bir BMS, bir pilin yanlış okumalar yapıp yapmadığını veya arızalanıp arızalanmadığını algılayarak herhangi bir patlamayı veya yangını önleyebilir.
Kaliteli Üretici
Yüksek kaliteli üreticiler tarafından üretilen lityum demir fosfat piller, pil üretiminin geçiş oranını önemli ölçüde artırabilir.
En iyi pil çözümleri için kontrol ettiğinizden emin olun KHLiTech. KHLiTech, dünya çapındaki kullanıcılar için en iyi tek noktadan pil enerji depolama çözümünü sağlamayı amaçlayan, bağımsız olarak geliştirebilen, üretebilen ve satabilen bir lityum demir fosfat pil üreticisidir.
Lityum demir fosfat piller hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, lütfen İletişim. Size profesyonel yardım sunmaktan mutluluk duyacağız.
