Baterii LFP

Abreviere LFP înseamnă Litiu-fer-fosfat (În engleză, fosfat de fier de litiu, cunoscut și sub termenul chimic LIFEPO4). Aceste cuvinte descriu compoziția chimică a bateriei care este diferită de cea a unei baterii obișnuite.

Ce este o baterie LFP?

Pe lângă bateriile cu litiu-ion, un nou tip de baterii este instalat în liniște pe piața vehiculelor electrice, LFP; Dar ce este o baterie LFP?

Deși vehiculele electrice și -au demonstrat viabilitatea în acest caz, producătorii încearcă totuși să îmbunătățească bateriile, astfel încât să fie atât mai eficiente, mai durabile, mai puțin costisitoare de produs și, mai ales, mai puțin poluante în momentul construcției lor, în timp ce promițând mai multă autonomie pentru consumatori.

Unul dintre cele mai notabile progrese în evoluția bateriilor a fost dezvoltarea și comercializarea Baterii LFP Pentru a înlocui bateriile cu ioni de litiu, cele care furnizează în prezent marea majoritate a vehiculelor electrice pe drumurile noastre.

Ce este o baterie LFP?

Abreviere LFP înseamnă Litiu-fer-fosfat (În engleză, fosfat de fier de litiu, cunoscut și sub termenul chimic LIFEPO4). Aceste cuvinte descriu compoziția chimică a bateriei care este diferită de cea a unei baterii obișnuite.

Primele încercări de a folosi particule LIFEPO4 În compoziția unei baterii datează din 1996. El a fost inginerul în chimie Padhi și AL la Societatea Electrochimică (EMS), din New Jersey, care a făcut această primă descoperire.

Cu toate acestea, el a descoperit că particulele LifePO4 au o conductivitate electrică foarte slabă și astfel a încetinit comercializarea bateriei LFP. Consensul la acea vreme a fost, prin urmare, că acest tip de baterie nu a putut concura cu densitatea energetică a bateriei cu litiu-ion.

• Pentru a citi: Ford va comercializa în curând baterii LFP
• Pentru a citi: Terminologia mașinii electrice

Cu toate acestea, Michel Armand, om de știință și profesor francez, fost angajat al Hydro-Québec, care, folosindu-și colegii, și-a dat seama că, dacă a adăugat nanotuburi de carbon la particulele Lifepo și a redus particulele de mărime, am putea astfel să compensăm problemele de conductivitate.

Alți cercetători au lucrat, de asemenea, la dezvoltarea bateriilor LFP, cum ar fi încă Ming Chiang, un inginer de chimie de origine taiwaneză. El a avansat ideea de a folosi acțiunea de dopaj pentru semiconductori, ceea ce a contribuit la creșterea conductivității unei baterii LFP.

Ce mașini electrice sunt echipate cu o baterie LFP?

Astăzi, din cauza interesului producătorilor mari pentru fabricarea bateriilor pentru vehiculele electrice cu costuri mai mici, bateria LFP este în curs de popularitate. Tesla a fost primul producător care l-a înființat în modelul 3 în 2021, în timp ce alți producători, cum ar fi Mercedes-Benz și Ford, intenționează să treacă la acest tip de baterii. Interesul producătorilor mari a fost cel care a stimulat dezvoltarea acestui tip de baterii.

Cum funcționează bateria LFP cu privire la bateria cu litiu-ion?

Distincția principală între o baterie LFP și o baterie obișnuită de ioni cu litiu (NCM/Nickel-Cobalt Mangan sau NCA/Nickel-Cobalt aluminiu) se bazează în principal în compoziția chimică a catodului. În loc să folosim metale precum cobalt, nichel sau mangan, vom acorda mai degrabă prioritate fierului.

Prin urmare, este important să se specifice faptul că o baterie LFP conține și ioni de litiu în interiorul unui electrolit. De fapt, pe lângă compoziția chimică a catodului, bateria LFP funcționează exact la fel ca o baterie cu litiu-ion. Fizic, este aproape identic.

Astfel, în utilizare, este reîncărcat în același mod și oferă proprietarului său același tip de experiență, cu excepția faptului că această baterie poate fi reîncărcată constant la 100 %, fără ca acesta să demonstreze semne de degradare prematură, adică spune o pierdere de autonomie sau o încetinire a vitezei de reîncărcare.

Care sunt avantajele și dezavantajele bateriei LFP?

Reîncărcarea 100 % este unul dintre principalele avantaje ale bateriei LFP, deoarece această practică nu provoacă o degradare prematură, așa cum este cazul cu baterie de litiu-ion. Există, de asemenea, faptul că o baterie LFP este mai durabilă cu mai multe cicluri de încărcare. De exemplu, dacă cele mai durabile baterii cu ioni de litiu oferă până la 1.500 de cicluri de încărcare, bateria LFP poate atinge până la 2.000 de cicluri.

Apoi, există compoziția sa chimică care face posibilă reducerea dependenței sale de materiale controversate, cum ar fi cobalt și nichel. Nu numai că fierul este mai ușor de extras și, prin urmare, mai puțin poluant atunci când este extracție, dar este, de asemenea, mai ușor de reciclat, ceea ce permite bateriilor să intre cu ușurință în procesele de reciclare existente. Există atunci costul acestui metal, care este clar mai mic și permite producătorilor să -și reducă costurile de producție la momentul construcției bateriei.

Bateria LFP oferă mai multă autonomie decât bateria cu litiu-ion?

Pe de altă parte, densitatea energetică a unei baterii LFP, adică capacitatea sa de a stoca energia mai mult timp în funcție de dimensiunea sa (măsurată în Wattheures/kilo), este mult mai mică decât cea a bateriilor ion de litiu nichel. Ca referință, cele mai bune baterii cu ioni de litiu ajung la o densitate energetică de 325 Wattheures/Kilo. Bateria LFP, pe de altă parte, se plasează în prezent în jur de 150 de Watthers/Kilo.

Cu toate acestea, această realitate îi obligă pe producătorii de automobile să facă o baterie a cărei capacitate este mai mare pentru a ajunge la aceeași autonomie. Tesla Model 3 este exemplul perfect. Vechiul model avea o baterie cu litiu-ion cu o capacitate de 53 kilowatt ore, în timp ce modelul actual este echipat cu o baterie LFP, capacitatea sa crește la 60 kilowatt ore. În cele din urmă, datorită compoziției sale pe bază de fier, bateria LFP este mult mai grea decât o baterie de nichel litiu-ion, ceea ce contribuie la creșterea masei nete a vehiculului.

Cu toate acestea, progresele recente în aerodinamica vehiculelor electrice și a software -ului de gestionare a energiei, datorită ajutorului inteligenței artificiale, în special, permit mașinilor să depășească aceste probleme. Ca dovadă, în ciuda unei baterii mai puțin dens din punct de vedere energetic, Tesla a reușit în continuare să extragă mai multă autonomie din modelul 3, ceea ce i -a permis să treacă de la 400 la 438 kilometri.

Baterii LFP

A apărut în 1996, tehnologia de fosfat de litiu (numit și LFP sau LifePO4) înlocuiește alte tehnologii de baterii datorită activelor sale tehnice și a nivelului său de siguranță foarte ridicat.

Datorită densității sale mari de putere, această tehnologie este utilizată în aplicații de tracțiune a puterii medii (robotică, AGV, e-mobilitate, livrarea ultimului kilometru etc.) sau tracțiune grea (tracțiune la mare, vehicule industriale etc.))

Durata de viață lungă a LFP și posibilitatea ciclismului profund fac posibilă utilizarea LifePO4 în aplicații de stocare a energiei (aplicații autonome, sisteme off-grup, auto-consum cu baterie) sau stocare staționare în general.

Activele majore ale fierului de fosfat de litiu:

• Tehnologie extrem de sigură (fără fenomen termic scăzut)
• Durata de viață a calendarului> 10 ani
• Numărul de cicluri: de la 2000 la câteva mii (vezi Abaque de mai jos)
• Toxicitate foarte mică pentru mediu (utilizarea fierului, grafitului și fosfatului)
• Rezistență la temperatură foarte bună (până la 70 ° C)
• Rezistență internă foarte scăzută. Stabilitate, chiar scăderea în timpul ciclurilor.
• Putere constantă pe întregul interval de descărcare
• Reciclare ușoară

Numărul de cicluri estimate pentru tehnologia de fier de fosfat de litiu (LIFEPO4)

Tehnologia LFP este cea care permite cel mai mare număr de cicluri de încărcare / descărcare. Acesta este motivul pentru care această tehnologie este adoptată în principal în sistemele staționare de stocare a energiei (auto-consum, off-grid, UPS, ajutor etc.) pentru cererile care necesită o durată de viață semnificativă.
Numărul de cicluri reale care pot fi efectuate depinde de mai mulți factori:

• Calitatea celulelor de litiu
• Puterea de descărcare măsurată în Ladă (Ex: Puterea de 1/2 C în W = de 1/2 ori mai mult capacitatea bateriei în WH. Pentru o baterie de 1kWh externat la 2kW, se spune că rata de descărcare este de 2C)
• Adâncimea de descărcare (DOD)
• Mediu: temperatură, umiditate etc.

Abacusul de mai jos reprezintă numărul de cicluri estimate pentru celulele noastre de baterie de fosfat de litiu (LFP, LIFEPO4) în funcție de puterea de descărcare și DOD. Condițiile de testare sunt cele ale unui laborator (temperatura constantă de 25 ° C, puterea de încărcare și descărcarea constantă).

În mediul standard, și pentru ciclurile făcute la 1C, Abacus oferă o estimare a numărului de cicluri pentru LFP:

La sfârșitul numărului de ciclu făcut, Bateriile au încă o capacitate nominală mai mare de 80% a capacității inițiale.

• Limitări ale bateriilor de plumb
• Avantajele ionului de litiu
• Comparație tehnică litiu-ion vs baterii de plumb
• Studiu de costuri de litiu-ion vs baterii de plumb
• Siguranța bateriei cu litiu-ion
• Tehnologia de fier cu fosfat de litiu (LIFEPO4 sau LFP)
• Măsurați starea de încărcare (SOC) a unei baterii cu litiu-ion

Articolul de mai sus este proprietatea exclusivă a sistemelor Powertech.
Reproducerea interzisă fără autorizație.