LiFePO4 Pil

Tesla'nın 2021 3. Çeyrek raporları, araçlarında yeni standart olarak LiFePO4 pillere geçiş yapılacağını duyurdu.Peki LiFePO4 piller tam olarak nedir?

NEW YORK, NEW YORK, ABD, 26 Mayıs 2022 /EINPresswire.com / — Li-Ion pillere daha iyi bir alternatif mi?Bu pillerin diğer pillerden farkı nedir?

LiFePO4 Pillere Giriş

Lityum demir fosfat (LFP) pil, daha hızlı şarj ve deşarj oranlarına sahip bir lityum iyon pildir.Katot olarak LiFePO4 ve anot olarak metalik destekli bir grafit karbon elektrot içeren şarj edilebilir bir pildir.

LiFePO4 piller, lityum iyon pillere göre daha düşük enerji yoğunluğuna ve daha düşük çalışma voltajına sahiptir.Yatay eğrilerle düşük deşarj oranına sahiptirler ve Li-ion'dan daha güvenlidirler.Bu piller aynı zamanda lityum ferrofosfat piller olarak da bilinir.

LiFePO4 Pillerin İcadı

LiFePO4 Piller John B. Goodenough ve Arumugam Manthiram tarafından icat edildi.Lityum iyon pillerde kullanılan malzemeleri ilk belirleyenler arasındaydılar.Anot malzemeleri, ani kısa devre eğilimi nedeniyle lityum iyon piller için ideal değildir.

Bilim adamları, katot malzemelerinin lityum iyon pil katotlarına kıyasla daha iyi olduğunu buldu.Bu özellikle LiFePO4 pil modellerinde fark edilir.Stabiliteyi ve iletkenliği arttırırlar ve diğer çeşitli yönleri de geliştirirler.

Günümüzde LiFePO4 piller her yerde bulunuyor ve teknelerde, güneş enerjisi sistemlerinde ve araçlarda kullanım dahil olmak üzere çeşitli uygulamalara sahip.LiFePO4 piller kobalt içermez ve çoğu alternatiften daha ucuzdur.Toksik değildir ve daha uzun raf ömrüne sahiptir.

LFP Pil Özellikleri -

LFP Pillerde Pil Yönetim Sistemlerinin İşlevi

LFP pilleri birbirine bağlı hücrelerden daha fazlasını içerir;pilin güvenli sınırlar içinde kalmasını sağlayan bir sisteme sahiptirler.Bir pil yönetim sistemi (BMS), güvenliği sağlamak ve pil ömrünü uzatmak için çalışma koşulları altında pili korur, kontrol eder ve izler.

LFP Pillerde Pil Yönetim Sistemlerinin İşlevi -

Lityum demir fosfat hücreleri daha toleranslı olmasına rağmen şarj sırasında aşırı gerilime eğilimlidirler ve bu da performansı düşürür.Katotta kullanılan malzeme potansiyel olarak bozulabilir ve stabilitesini kaybedebilir.BMS, her hücrenin çıkışını düzenler ve pilin maksimum voltajının korunmasını sağlar.

Elektrot malzemeleri bozuldukça Düşük Gerilim ciddi bir sorun haline gelir.Herhangi bir hücrenin voltajı belirli bir eşiğin altına düşerse BMS aküyü devreden ayırır.Ayrıca aşırı akım durumunda geri döndürmez kilit görevi görür ve kısa devre durumunda çalışmasını durdurur.

LiFePO4 Piller ve Lityum İyon Piller Karşılaştırması

LiFePO4 piller saat gibi giyilebilir cihazlar için uygun değildir.Diğer lityum pillerden daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptirler.Ancak güneş enerjisi sistemleri, karavanlar, golf arabaları, bas tekneleri ve elektrikli motosikletler için en iyi şeydirler.

★Bu pillerin en önemli avantajlarından biri çevrim ömürleridir.

Bu piller diğerlerinden 4 kat daha uzun süre dayanabilir.Daha güvenlidirler ve %100'e kadar deşarj derinliğine ulaşabilirler, bu da daha uzun süre kullanılabileceği anlamına gelir.

Aşağıda bu pillerin Li-ion pillere daha iyi bir alternatif olmasının ek nedenleri bulunmaktadır.

★Düşük Maliyet

LFP pilleri demir ve fosfordan oluşur, büyük ölçekte çıkarılır ve ucuzdur.LFP pillerinin maliyetinin, nikel açısından zengin NMC pillere göre kg başına yüzde 70 kadar daha düşük olduğu tahmin ediliyor.Kimyasal bileşimi maliyet avantajı sağlar.LFP piller için bildirilen en düşük hücre fiyatları 2020'de ilk kez 100 $/kWh'nin altına düştü.

★Küçük Çevresel Etki
LFP pilleri pahalı olan ve çevreye büyük etkisi olan nikel veya kobalt içermez.Bu piller, çevre dostu olduklarını gösteren şarj edilebilir özelliktedir.

★Geliştirilmiş Verimlilik ve Performans
LFP piller uzun kullanım ömrüyle bilinir ve bu da onları zaman içinde güvenilir ve tutarlı güç çıkışı gerektiren uygulamalar için popüler bir seçim haline getirir.Bu piller, diğer lityum iyon pillere göre daha yavaş kapasite kaybı oranlarına sahiptir ve bu da performanslarının uzun vadede korunmasına yardımcı olur.Ek olarak, daha düşük bir çalışma voltajına sahiptirler, bu da daha az iç direnç ve daha hızlı şarj/deşarj hızları sağlar.

★Gelişmiş Güvenlik ve Kararlılık
LFP piller termal ve kimyasal olarak stabildir, dolayısıyla patlama veya alev alma olasılıkları daha düşüktür.LFP, nikel açısından zengin NMC'nin altıda biri kadar ısı üretir.LFP pillerde Co-O bağı daha güçlü olduğundan, kısa devre veya aşırı ısınma durumunda oksijen atomları daha yavaş salınır.Dahası, tam yüklü hücrelerde lityum kalmıyor, bu da onları diğer lityum hücrelerde görülen ekzotermik reaksiyonlarla karşılaştırıldığında oksijen kaybına karşı oldukça dirençli kılıyor.

★Küçük ve Hafif
LFP Piller, lityum manganez oksit pillerden neredeyse %50 daha hafiftir.Kurşun-asit akülerden %70'e kadar daha hafiftirler.LiFePO4 aküyü araçta kullandığınızda daha az gaz kullanır ve daha fazla manevra kabiliyetine sahip olursunuz.Ayrıca küçük ve kompakt olmaları scooterınızda, teknenizde, karavanınızda veya endüstriyel uygulamanızda yerden tasarruf etmenize olanak tanır.

LiFePO4 Piller ve Lityum Olmayan Piller
Lityum olmayan pillerin bir takım avantajları vardır ancak eski teknoloji pahalı ve daha az verimli olduğundan yeni LiFePo4 pillerin potansiyeli göz önüne alındığında orta vadede değiştirilmesi muhtemeldir.

☆Kurşun Asit Aküler
Kurşun-asit aküler ilk başta uygun maliyetli gibi görünebilir ancak uzun vadede daha pahalı hale gelirler.Bunun nedeni daha sık bakım ve değiştirme gerektirmeleridir.LiFePO4 pil, bakım gerektirmeden 2-4 kat daha uzun süre dayanır.

☆Jel Piller
LiFePO4 piller gibi jel piller de sık şarj gerektirmez ve depolanırken şarjlarını kaybetmezler.Ancak jel piller daha yavaş şarj olur.Tahribatı önlemek için tamamen şarj olur olmaz bağlantılarının kesilmesi gerekir.

☆AGM Aküleri
AGM aküleri %50 kapasitenin altında hasar görme riskiyle karşı karşıyayken, LiFePO4 aküleri herhangi bir hasar riski olmaksızın tamamen deşarj edilebilir.Ayrıca onları ayakta tutmak da zordur.

LiFePO4 Piller için Uygulamalar
LiFePO4 pillerin birçok değerli uygulaması vardır:

●Balıkçı Tekneleri ve Kanolar: Daha az şarj süresi ve daha uzun çalışma süresiyle suda daha fazla zaman geçirebilirsiniz.Daha az ağırlık, daha kolay kullanım ve yüksek riskli balıkçılık yarışmalarında hız artışı sağlar.

●Mobilite scooterları ve mopedler: Sizi yavaşlatacak hiçbir ölü ağırlık yoktur.Ani yolculuklar için pilinize zarar vermeden tam kapasitenin altında şarj edin.

●Güneş enerjisi konfigürasyonları: Güneşin gücünden yararlanmak için hafif LiFePO4 pilleri hayatın sizi götürdüğü her yere (hatta bir dağın zirvesine veya şebekenin dışına) taşıyın.

●Ticari kullanım: Bunlar, onları zemin makineleri, bagaj kapakları ve daha fazlası gibi endüstriyel uygulamalar için ideal kılan en güvenli ve en dayanıklı lityum pillerdir.

Ayrıca lityum demir fosfat piller, el fenerleri, elektronik sigaralar, radyo ekipmanları, acil durum aydınlatmaları ve diğer öğeler gibi diğer birçok cihaza güç sağlar.

Geniş Ölçekli LFP Uygulama Olanakları
LFP pilleri alternatiflerine göre daha ucuz ve daha istikrarlı olsa da, enerji yoğunluğu yaygın olarak benimsenmesinin önünde önemli bir engel oluşturuyor.LFP pilleri %15 ila %25 arasında değişen çok daha düşük bir enerji yoğunluğuna sahiptir.Ancak bu durum, enerji yoğunluğu 359Wh/litre olan Şanghay yapımı Model 3'te kullanılanlara benzer daha kalın elektrotlar kullanılarak değişiyor.

LFP pillerin uzun kullanım ömrü nedeniyle, benzer ağırlıktaki Li-ion pillerden daha fazla kapasiteye sahiptirler.Bu, bu pillerin enerji yoğunluğunun zamanla daha benzer hale geleceği anlamına geliyor.

Kitlesel benimsemenin önündeki bir diğer engel de, LFP patentlerinin çokluğu nedeniyle Çin'in pazara hakim olmasıdır.Bu patentlerin süresi dolduğunda, araç üretimi gibi LFP üretiminin de yerelleştirileceği yönünde spekülasyonlar var.

Ford, Volkswagen ve Tesla gibi büyük otomobil üreticileri, nikel veya kobalt formülasyonlarını değiştirerek bu teknolojiden giderek daha fazla yararlanıyor.Tesla'nın üç aylık güncellemesinde yaptığı son duyuru yalnızca başlangıçtır.Tesla ayrıca daha yüksek enerji yoğunluğuna ve menzile sahip olacak 4680 pil paketi hakkında da kısa bir güncelleme yaptı.Tesla'nın daha fazla hücreyi yoğunlaştırmak ve daha düşük enerji yoğunluğuna uyum sağlamak için "hücreden pakete" yapıyı kullanması da mümkündür.

Yaşına rağmen,İşgücüne katılımve pil maliyetlerindeki azalma, kitlesel elektrikli araçların benimsenmesini hızlandırmada kritik öneme sahip olabilir.2023 yılına gelindiğinde lityum iyon fiyatlarının 100 $/kWh'ye yakın olması bekleniyor.LFP'ler, otomobil üreticilerinin sadece fiyattan ziyade kolaylık veya şarj süresi gibi faktörleri vurgulamasına olanak tanıyabilir.