مقایسه بین باتری های LFP&NMC
Aug 10, 2020
فسفات آهن لیتیوم (LFP)
در سال 1996 ، دانشگاه تگزاس (و سایر مشارکت کنندگان) فسفات را به عنوان ماده کاتدی باتری های لیتیوم قابل شارژ کشف کردند. فسفات لیتیوم عملکرد الکتروشیمیایی خوبی دارد و مقاومت کمی دارد. این امر توسط مواد کاتدی نانو فسفات حاصل می شود. مزایای اصلی آن امتیاز دهی جریان بالا و طول عمر طولانی است. علاوه بر این ، از ثبات حرارتی خوبی برخوردار است و ایمنی و تحمل آن را بهبود می بخشد.
در مقایسه با سایر سیستم های یون لیتیوم ، لیتیوم فسفات برای مدت طولانی تحت ولتاژ بالا تحمل بالاتری را حفظ می کند و فشار پایین تر است. به عنوان یک مصالحه ، ولتاژ پایین 3.2 ولت / باتری می تواند انرژی خاص را به سطح پایین تری نسبت به لیتیوم منگنز کاهش دهد. برای اکثر باتری ها ، دمای پایین باعث کاهش عملکرد می شود ، افزایش دمای ذخیره سازی باعث کاهش عمر باتری می شود و لیتیوم فسفات نیز از این قاعده مستثنی نیست.
لیتیوم فسفات نسبت به سایر باتری های لیتیوم یون دارای تخلیه خودپرداز بیشتری است که می تواند باعث ایجاد مشکلات تعادل در دوران پیری شود.
از لیتیوم فسفات اغلب برای جایگزینی باتری های اسید سرب استفاده می شود.
اکسید کبالت منگنز لیتیوم نیکل (NMC)
یکی از موفق ترین سیستم های یون لیتیوم ، ترکیب کاتدی نیکل-منگنز-کبالت (NMC) است. باتری های لیتیوم-نیکل-منگنز-کبالت اکسید ، که به عنوان باتری های لیتیوم-منگنز-کبالت اکسید نیز شناخته می شوند ، از چندین ماده معمولاً در سایر باتری های لیتیوم-آهن ساخته شده اند. این شامل ترکیب کاتدی نیکل ، منگنز و کبالت است
NMC در همان باتری برای یک انرژی خاص بهینه شده است ، ظرفیت آن فقط حدود 2000 مگاوات ساعت است ، اما می تواند جریان تخلیه مداوم 20A را فراهم کند.
آند مبتنی بر سیلیکون به 4000 میلی آمپر ساعت یا بیشتر خواهد رسید ، اما ظرفیت بار کاهش می یابد و عمر چرخه کوتاه تر است. سیلیکون اضافه شده به گرافیت دارای یک عیب است که آند با شارژ و تخلیه رشد کرده و کوچک می شود و باعث می شود خواص مکانیکی باتری ناپایدار باشد.
مانند سایر انواع باتری های لیتیوم یون ، باتری های NMC نیز می توانند دارای انرژی خاص خاص یا قدرت ویژه بالایی باشند. با این حال ، آنها نمی توانند هر دو ویژگی را داشته باشند. این نوع باتری ها معمولاً در ابزارهای برقی و پیشرانه های وسایل نقلیه یافت می شوند.
نسبت مخلوط کاتدی معمولاً یک سوم نیکل ، یک سوم منگنز و یک سوم کبالت است ، به این معنی که هزینه مواد اولیه کمتر از سایر گزینه ها است زیرا کبالت خود بسیار گران است. طبق گفته دانشگاه باتری ، این نوع باتری به دلیل سرعت گرمایش بسیار کم در خودروهای برقی نیز معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد.
باتری لیتیوم 6000 میلی آمپر ساعت تحت 300 آمپر بار تخلیه می شود؟
این باتری برای تولید 0.3 آمپر در مدت زمان 20 ساعت طراحی شده است. همیشه محدود کننده ای وجود دارد که باتری های لیتیوم را بسته بندی می کند تا اطمینان حاصل شود که برق زیادی از بدنتان نمی گیرید و به باتری آسیب نمی رسانید. تلاش برای کشیدن 300 آمپر یک اتصال کوتاه کامل تلقی می شود و برای جلوگیری از آسیب دیدن باتری ، محدود کننده فعال می شود. اگر این کار انجام نشود ، به زودی پس از بارگیری ، آتش سوزی و انفجار رخ می دهد.
وقتی باتری لیتیوم یون به طور دائم از بین می رود ، علت آن چیست؟
وقتی ولتاژ تخلیه هر باتری باتری لیتیوم کمتر از 3.0 ولت باشد ، کاتد خراب می شود و در نهایت آند اتصال کوتاه می کند ، بنابراین باتری به هیچ وجه کار نمی کند. هرچه تخلیه بیشتر باشد ، سرعت وقوع سریعتر است. وقتی ولتاژ هر باتری باتری یون لیتیوم به 3.2 ولت رسید ، اطمینان حاصل کنید که برای جلوگیری از آسیب دیدن ، تخلیه را متوقف کنید.
بعلاوه ، وقتی از باتری استفاده می شود و گرم می شود ، لایه بسیار نازک SEI روی آند می شکند. این لایه با دقت در فرآیند تولید باتری تشکیل می شود. اگر یک لایه آسیب دیده یا بیش از حد ضخیم باشد ، باعث از بین رفتن یا از بین رفتن ماده شیمیایی می شود و در نتیجه گرما و خرابی بیشتری ایجاد می شود.