Baterias LFP

A abreviação de LFP significa Lítio-fosfato (Em inglês, o fosfato de ferro de lítio, também conhecido no termo químico LIFEPO4). Essas palavras descrevem a composição química da bateria, que é diferente da de uma bateria comum de íon de lítio.

O que é uma bateria LFP?

Além das baterias de íons de lítio, um novo tipo de baterias é instalado silenciosamente no mercado de veículos elétricos, a LFP; Mas o que é uma bateria LFP?

Embora os veículos elétricos tenham demonstrado sua viabilidade no caso, os fabricantes estão, no entanto, tentando, por todos os meios, melhorar as baterias, para que sejam mais eficientes, mais duradouros, mais baratos de produzir e, acima de tudo, menos poluindo no momento de sua construção enquanto prometendo mais autonomia para os consumidores.

Um dos avanços mais notáveis ​​na evolução das baterias foi o desenvolvimento e o marketing de Baterias LFP Para substituir as baterias de íon de lítio, aquelas que atualmente fornecem a grande maioria dos veículos elétricos em nossas estradas.

O que é uma bateria LFP?

A abreviação de LFP significa Lítio-fosfato (Em inglês, o fosfato de ferro de lítio, também conhecido no termo químico LIFEPO4). Essas palavras descrevem a composição química da bateria, que é diferente da de uma bateria comum de íon de lítio.

As primeiras tentativas de usar partículas LifePo4 Na composição de uma bateria remonta a 1996. Ele foi o engenheiro em química Padhi e Al na Sociedade Eletroquímica (EMS), em Nova Jersey, que havia feito essa primeira descoberta.

No entanto, ele descobriu que as partículas LifePO4 tinham uma condutividade elétrica muito ruim e, portanto, diminuiu a velocidade da marketing da bateria LFP. O consenso na época era, portanto, que esse tipo de bateria não podia competir com a densidade de energia da bateria de íons de lítio.

• Para ler: A Ford comercializará em breve as baterias LFP
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No entanto, é Michel Armand, cientista e professor francês, ex-funcionário da Hydro-Québec, que, usando seus colegas, percebeu que, se ele acrescentasse nanotubos de carbono às partículas da vida e reduzisse o tamanho das partículas, poderíamos assim compensar os problemas de condutividade.

Outros pesquisadores também trabalharam para desenvolver baterias LFP, como o Yet-Ming Chiang, um engenheiro de química de origem de Taiwan. Ele avançou a idéia de usar a ação de doping para semicondutores, o que ajudou a aumentar a condutividade de uma bateria LFP.

Quais carros elétricos estão equipados com uma bateria LFP?

Hoje, devido ao interesse dos grandes fabricantes na fabricação de baterias para seus veículos elétricos de menor custo, a bateria LFP está passando por popularidade. A Tesla foi a primeira fabricante a configurá-lo em seu modelo 3 em 2021, enquanto outros fabricantes, como Mercedes-Benz e Ford, planejam passar para esse tipo de baterias. Foi o interesse dos grandes fabricantes que estimularam o desenvolvimento desse tipo de baterias.

Como a bateria LFP funciona em relação à bateria de íons de lítio?

A principal distinção entre uma bateria LFP e uma bateria de íon de lítio comum (NCM/níquel-cobalto manganês ou NCA/alumínio de níquel-cobalt) é baseado principalmente na composição química do cátodo. Em vez de usar metais como cobalto, níquel ou manganês, preferimos priorizar o ferro.

Portanto, é importante especificar que uma bateria LFP também contém íons de lítio dentro de um eletrólito. De fato, além da composição química do cátodo, a bateria LFP funciona exatamente da mesma maneira que uma bateria de íon de lítio. Fisicamente, é quase idêntico.

Assim, em uso, é recarregado da mesma maneira e oferece ao proprietário o mesmo tipo de experiência, com exceção do fato de que essa bateria pode ser constantemente recarregada a 100 % sem demonstrar sinais de degradação prematura, isto é, para Diga uma perda de autonomia ou uma desaceleração na velocidade de recarga.

Quais são as vantagens e desvantagens da bateria LFP?

A recarga 100 % é uma das principais vantagens da bateria LFP, porque essa prática não causa degradação prematura, como é o caso da bateria de íon de lítio. Há também o fato de que uma bateria LFP é mais duradoura com vários ciclos de carregamento. Por exemplo, se as baterias de íon de lítio mais duradouras oferecerão até 1.500 ciclos de carregamento, a bateria LFP poderá atingir até 2.000 ciclos.

Depois, há sua composição química que torna possível reduzir sua dependência de materiais controversos, como cobalto e níquel. O ferro não é apenas mais fácil de extrair e, portanto, menos poluente quando é extração, mas também é mais fácil de reciclar, o que permite que as baterias entrem facilmente nos processos de reciclagem existentes. Há então o custo deste metal, que é claramente menor e permite que os fabricantes reduzam seus custos de produção no momento da construção da bateria.

A bateria LFP oferece mais autonomia do que a bateria de íons de lítio?

Por outro lado, a densidade de energia de uma bateria LFP, ou seja, sua capacidade de armazenar energia mais longa, dependendo do seu tamanho (medido em Wattheers/Kilo), é muito menor que o das baterias de níquel-íon de lítio. Como referência, as melhores baterias de íons de lítio atingem uma densidade de energia de 325 wattheers/quilo. A bateria LFP, por outro.

No entanto, essa realidade força os fabricantes de automóveis a fabricar uma bateria cuja capacidade é maior para atingir a mesma autonomia. O Tesla Model 3 é o exemplo perfeito. O modelo antigo tinha uma bateria de íons de lítio com capacidade de 53 quilowatt horas, enquanto o modelo atual equipado com uma serra de bateria LFP seu aumento de capacidade para 60 quilowatt horas. Finalmente, devido à sua composição à base de ferro, a bateria LFP é muito mais pesada que uma bateria de íons de lítio de níquel, que contribui para aumentar a massa líquida do veículo.

No entanto, o progresso recente na aerodinâmica de veículos elétricos e software de gerenciamento de energia, graças à ajuda da inteligência artificial, em particular, permite que os carros superem esses problemas. Como prova, apesar de uma bateria menos densa, Tesla ainda conseguiu extrair mais autonomia do Modelo 3, o que lhe permitiu passar de 400 a 438 quilômetros.

Baterias LFP

Apareceu em 1996, a tecnologia de fosfato de lítio Ferro (também denominada LFP ou LIFEPO4) está suplantando outras tecnologias de bateria devido a seus ativos técnicos e seu nível muito alto de segurança.

Devido à sua alta densidade de potência, essa tecnologia é usada em aplicações de tração de potência média (robótica, AGV, e-mobility, entrega do último quilômetro, etc.) ou tração pesada (tração marinha, veículos industriais, etc.))

A longa vida útil do LFP e a possibilidade de ciclismo profundo possibilitam o uso do LIFEPO4 em aplicações de armazenamento de energia (aplicações autônomas, sistemas fora do grupo, autoconsumo com bateria) ou armazenamento estacionário em geral.

Os principais ativos do ferro fosfato de lítio:

• Tecnologia extremamente segura (sem fenômeno térmico fugitivo)
• Vida da vida do calendário> 10 anos
• Número de ciclos: de 2000 a vários milhares (veja ABAQUE ABAIXO)
• Toxicidade muito baixa para o meio ambiente (uso de ferro, grafite e fosfato)
• Muito boa resistência à temperatura (até 70 ° C)
• Resistência interna muito baixa. Estabilidade, até diminuir durante os ciclos.
• Energia constante ao longo da faixa de descarga
• Reciclagem fácil

Número de ciclos estimados para a tecnologia de ferro fosfato de lítio (LifePO4)

A tecnologia LFP é a que permite o maior número de ciclos de carga / descarga. Esta é a razão pela qual essa tecnologia é adotada principalmente em sistemas estacionários de armazenamento de energia (autoconsumimento, grade, UPS, ajuda etc.) para aplicações que exigem uma vida útil significativa.
O número de ciclos reais que podem ser realizados depende de vários fatores:

• Qualidade das células de lítio
• Potência de descarga medida em Taxa C (Ex: potência de 1/2 ° C em W = 1/2 vezes a capacidade da bateria em WH. Para uma bateria de 1kWh descarregada em 2kW, diz -se que a taxa de descarga é 2C)
• Profundidade de descarga (Departamento de Desenvolvimento)
• Ambiente: temperatura, umidade, etc.

O ábaco abaixo representa o número de ciclos estimados para nossas células de bateria de ferro de fosfato de lítio (LFP, LIFEPO4) em função da potência de descarga e do Departamento. As condições de teste são as de um laboratório (temperatura constante de 25 ° C, potência de carga e descarga constante).

No ambiente padrão, e para os ciclos fabricados em 1C, o ábaco fornece uma estimativa do número de ciclos para o LFP:

No final do número de ciclo feito, As baterias ainda têm uma capacidade nominal Maior que 80% da capacidade original.

• Limitações das baterias de chumbo
• Vantagens do íon de lítio
• Comparação técnica de íon de lítio versus baterias de chumbo
• Estudo de custo de íons de lítio versus baterias de chumbo
• Segurança da bateria de íons de lítio
• Tecnologia de ferro fosfato de lítio (LifePO4 ou LFP)
• Meça o estado de carregamento (SOC) de uma bateria de íon de lítio

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