LFP -batterijen

LFP -afkorting betekent Lithium-fer-fosfaat (In het Engels, lithiumijzerfosfaat, ook bekend onder de chemische term LifePo4). Deze woorden beschrijven de chemische samenstelling van de batterij die verschilt van die van een gewone lithium-ionbatterij.

Wat is een LFP -batterij?

Naast de lithium-ionbatterijen wordt een nieuw type batterijen stilletjes geïnstalleerd op de markt voor elektrische voertuigen, de LFP; Maar wat is een LFP -batterij?

Hoewel elektrische voertuigen hun levensvatbaarheid in het geval hebben aangetoond, proberen fabrikanten desalniettemin met alle middelen om batterijen te verbeteren, zodat ze zowel efficiënter, duurzamer, minder duur zijn om te produceren en, vooral, minder vervuilend op het moment van hun constructie terwijl ze beloven meer autonomie voor consumenten.

Een van de meest opvallende vooruitgang in de evolutie van batterijen was de ontwikkeling en marketing van LFP -batterijen Om lithium-ionbatterijen te vervangen, die momenteel de overgrote meerderheid van elektrische voertuigen op onze wegen leveren.

Wat is een LFP -batterij?

LFP -afkorting betekent Lithium-fer-fosfaat (In het Engels, lithiumijzerfosfaat, ook bekend onder de chemische term LifePo4). Deze woorden beschrijven de chemische samenstelling van de batterij die verschilt van die van een gewone lithium-ionbatterij.

De eerste pogingen om deeltjes te gebruiken LifePo4 In de samenstelling van een batterij dateert uit 1996. Hij was de ingenieur in de chemie Padhi en Al bij de Electrochemical Society (EMS), in New Jersey, die deze eerste ontdekking had gedaan.

Hij had echter ontdekt dat de LifePo4 -deeltjes een zeer slechte elektrische geleidbaarheid hadden en dus de marketing van de LFP -batterij vertraagden. Consensus was daarom dat dit soort batterij niet kon concurreren met de energiedichtheid van de lithium-ionbatterij.

• Om te lezen: Ford zal binnenkort LFP -batterijen op de markt brengen
• Lezen: Terminologie van de elektrische auto

Het is echter Michel Armand, wetenschapper en Franse professor, ex-werknemer van Hydro-Québec, die, met behulp van zijn collega’s, zich realiseerde dat als hij koolstofnanobuisjes aan LifePo-deeltjes toevoegde en de groottedeeltjes konden verminderden, we dus de problemen van de geleidbaarheid kunnen compenseren.

Andere onderzoekers hebben ook gewerkt aan het ontwikkelen van LFP-batterijen, zoals nog Ming Chiang, een chemie-ingenieur van Taiwanese oorsprong. Hij bevorderde het idee om de doping -actie voor halfgeleiders te gebruiken, wat hielp de geleidbaarheid van een LFP -batterij te vergroten.

Welke elektrische auto’s zijn uitgerust met een LFP -batterij?

Tegenwoordig, vanwege grote fabrikanten bij de productie van batterijen voor hun goedkopere elektrische voertuigen, wordt de LFP -batterij populair. Tesla was de eerste fabrikant die het in zijn Model 3 in 2021 instelde, terwijl andere fabrikanten, zoals Mercedes-Benz en Ford, van plan zijn om door te gaan naar dit soort batterijen. Het was de interesse van grote fabrikanten die de ontwikkeling van dit soort batterijen hebben gestimuleerd.

Hoe de LFP-batterij werkt met betrekking tot de lithium-ionbatterij?

Het belangrijkste onderscheid tussen een LFP-batterij en een gewone lithium-ionbatterij (NCM/nikkel-cobalt mangaan of NCA/nikkel-cobalt aluminium) is voornamelijk gebaseerd in de chemische samenstelling van de kathode. In plaats van metalen zoals kobalt, nikkel of mangaan te gebruiken, zullen we eerder prioriteit geven aan ijzer.

Het is daarom belangrijk om aan te geven dat een LFP -batterij ook lithiumionen bevat in een elektrolyt. In feite werkt de LFP-batterij naast de chemische samenstelling van de kathode op precies dezelfde manier als een lithium-ionbatterij. Fysiek is het bijna identiek.

In gebruik wordt het dus op dezelfde manier opgeladen en geeft het zijn eigenaar dezelfde soort ervaring, met uitzondering van het feit dat deze batterij constant op 100 % kan worden opgeladen zonder dat deze tekenen van voortijdige degradatie aantoont, dat wil zeggen zeg een verlies van autonomie of een vertraging in de oplaadsnelheid.

Wat zijn de voor- en nadelen van de LFP -batterij?

100 % opladen is een van de belangrijkste voordelen van de LFP-batterij, omdat deze praktijk geen voortijdige afbraak veroorzaakt, zoals het geval is bij lithium-ionbatterij. Er is ook het feit dat een LFP -batterij meer duurzamer is met verschillende oplaadcycli. Als de meest duurzame lithium-ionbatterijen bijvoorbeeld maximaal 1500 laadcycli bieden, kan de LFP-batterij maximaal 2.000 cycli bereiken.

Dan is er zijn chemische samenstelling die het mogelijk maakt om zijn afhankelijkheid van controversiële materialen zoals kobalt en nikkel te verminderen. Het ijzer is niet alleen gemakkelijker te extraheren en daarom minder vervuilend wanneer het extractie is, maar het is ook gemakkelijker te recyclen, waardoor batterijen gemakkelijk de bestaande recyclingproces kunnen invoeren. Er zijn dan de kosten van dit metaal die duidelijk lager zijn en fabrikanten in staat stellen hun productiekosten te verlagen op het moment van de bouw van de batterij.

Biedt de LFP-batterij meer autonomie dan lithium-ionbatterij?

Aan de andere kant is de energiedichtheid van een LFP-batterij, dat wil zeggen zijn vermogen om energie langer op te slaan, afhankelijk van zijn grootte (gemeten in Wattrumen/Kilo), is veel lager dan die van batterijen nikkel lithium-ion. Als referentie bereiken de beste lithium-ionbatterijen een energiedichtheid van 325 watturen/kilo. De LFP -batterij daarentegen duikt momenteel rond 150 waterters/kilo.

Deze realiteit dwingt echter autofabrikanten om een ​​batterij te maken waarvan de capaciteit hoger is om dezelfde autonomie te bereiken. Het Tesla Model 3 is het perfecte voorbeeld. Het oude model had een lithium-ionbatterij met een capaciteit van 53 kilowatturen, terwijl het huidige model uitgerust met een LFP-batterijzaag zijn capaciteitstoename tot 60 kilowatturen. Ten slotte is de LFP-batterij vanwege de op ijzer gebaseerde samenstelling veel zwaarder dan een nikkel lithium-ionbatterij, wat bijdraagt ​​aan het vergroten van de netmassa van het voertuig.

Recente vooruitgang in de aerodynamica van elektrische voertuigen en software voor energiebeheersing. Als bewijs, ondanks een batterij die minder energetisch dicht is, slaagde Tesla er nog steeds in om meer autonomie te halen uit de Model 3, waardoor ze kon gaan van 400 naar 438 kilometer.

LFP -batterijen

Verscheen in 1996, lithium ferro fosfaattechnologie (ook genaamd LFP of LIFEPO4) vervangt andere batterijtechnologieën vanwege zijn technische activa en zijn zeer hoge veiligheidsniveau.

Vanwege de hoge vermogensdichtheid wordt deze technologie gebruikt in applicaties met gemiddelde power tractie (robotica, AGV, e-mobiliteit, levering van de laatste kilometer, enz.) of zware tractie (zeetractie, industriële voertuigen, enz.))

De lange levensduur van de LFP en de mogelijkheid van diepe fietsen maakt het mogelijk om LifePo4 te gebruiken in energieopslagtoepassingen (autonome toepassingen, off-group-systemen, zelfconsumptie met batterij) of stationaire opslag in het algemeen in het algemeen.

De belangrijkste activa van lithiumfosfaatijzer:

• Extreem veilige technologie (geen weggelopen thermisch fenomeen)
• Kalender levensduur> 10 jaar
• Aantal cycli: van 2000 tot enkele duizenden (zie Abaque hieronder)
• Zeer lage toxiciteit voor de omgeving (gebruik van ijzer, grafiet en fosfaat)
• Zeer goede temperatuurweerstand (tot 70 ° C)
• Zeer lage interne weerstand. Stabiliteit, zelfs afnemen tijdens cycli.
• Constant vermogen tijdens het ontladingsbereik
• Eenvoudige recycling

Aantal geschatte cycli voor lithiumfosfaatijzertechnologie (LIFEPO4)

LFP -technologie is degene die het grootste aantal belasting / ontladingscycli mogelijk maakt. Dit is de reden waarom deze technologie voornamelijk wordt overgenomen in stationaire energieopslagsystemen (zelfconsumptie, off-grid, ups, hulp, enz.) voor toepassingen die een aanzienlijke levensduur vereisen.
Het aantal echte cycli dat kan worden uitgevoerd, hangt af van verschillende factoren:

• Lithiumcelkwaliteit
• Ontladingsvermogen gemeten in Krat (Bijv. Vermogen van 1/2 C in W = 1/2 keer de capaciteit van de batterij in WH. Voor een 1KWH -batterij die bij 2 kW is ontslagen, wordt gezegd dat de ontladingssnelheid 2c is)
• Afvoerdiepte (DOD)
• Omgeving: temperatuur, vochtigheid, etc.

De abacus hieronder vertegenwoordigt het aantal geschatte cycli voor onze lithiumfosfaat -ijzerbatterijcellen (LFP, LIFEPO4) als functie van het ontladingsvermogen en de DOD. De testomstandigheden zijn die van een laboratorium (constante temperatuur van 25 ° C, belastingsvermogen en constante ontlading).

In de standaardomgeving, en voor cycli gemaakt op 1C, geeft de abacus een schatting van het aantal cycli voor de LFP:

Aan het einde van het aantal gemaakte cyclus, De batterijen hebben nog steeds een nominale capaciteit Meer dan 80% van de oorspronkelijke capaciteit.

• Beperkingen van loodbatterijen
• Voordelen van lithium-ion
• Technische vergelijking lithium-ion versus loodbatterijen
• Lithium-ionkostenstudie versus loodbatterijen
• Lithium-ion batterijveiligheid
• Lithiumfosfaat ijzertechnologie (LIFEPO4 of LFP)
• Meet de laadtoestand (SOC) van een lithium-ionbatterij

Het bovenstaande artikel is de exclusieve eigenschap van PowerTech Systems.
Reproductie verboden zonder toestemming.