Non konplè batri ityòm fè fosfat se ityòm fè fosfat ityòm ion batri, non sa a twò lontan, refere yo kòm batri ityòm fè fosfat. Paske pèfòmans li se patikilyèman apwopriye pou aplikasyon pou pouvwa, mo "pouvwa" yo ajoute nan non an, se sa ki, ityòm fè fosfat pouvwa batri. Gen kèk moun ki rele tou yon "batri ityòm fè (LiFe) pouvwa."
Prensip travay
Lityòm fè fosfat batri refere a yon batri ityòm ion lè l sèvi avèk ityòm fè fosfat kòm yon materyèl elektwòd pozitif. Materyèl katod prensipal yo nan pil ityòm-ion yo se ityòm cobalt, ityòm manganate, ityòm nikèl, materyèl ternary, ityòm fè fosfat ak sou sa. Lityòm cobaltate se materyèl anod yo itilize nan pifò pil ityòm-ion.
siyifikasyon
Nan mache komès metal la, Cobalt (Co) se pi chè a epi li gen ti depo, nikèl (Ni) ak Manganèz (Mn) yo pi bon mache, ak fè (Fe) gen plis depo. Pri a nan materyèl la anod se tou nan liy ak pri a nan metal sa yo. Se poutèt sa, pil ityòm-ion ki fèt ak materyèl katod LiFePO4 yo ta dwe byen bon mache. Yon lòt karakteristik nan li se pa gen okenn polisyon nan anviwònman an.
Kòm yon batri rechargeable, kondisyon yo se: gwo kapasite, vòltaj pwodiksyon segondè, bon pèfòmans sik chaj-egzeyat, vòltaj pwodiksyon ki estab, segondè aktyèl chaj-egzeyat, estabilite elektwochimik, sekirite nan itilize (pa pral lakòz konbisyon oswa eksplozyon akòz move operasyon. tankou surcharge, overdischarge ak kous kout), ranje tanperati opere lajè, ki pa toksik oswa mwens toksik, pa gen okenn polisyon nan anviwònman an. Lityòm fè fosfat pil lè l sèvi avèk LiFePO4 kòm yon elektwòd pozitif yo bon nan kondisyon pèfòmans sa yo, espesyalman nan gwo egzeyat pousantaj egzeyat (5 ~ 10C egzeyat), vòltaj egzeyat ki estab, sekirite (pa gen okenn konbisyon, pa gen eksplozyon), lavi (kantite sik), epi pa gen okenn polisyon nan anviwònman an, li se pi bon an, se kounye a pi bon batri a pouvwa pwodiksyon wo-aktyèl.
Estrikti ak prensip k ap travay
LiFePO4, kòm elektwòd pozitif batri a, konekte pa papye aliminyòm ak elektwòd pozitif batri a. Nan mitan an se yon dyafram polymère, ki separe elektwòd pozitif la ak elektwòd negatif la, men ityòm ion Li ka pase ak elèktron e- pa ka pase. Sou bò dwat la se elektwòd negatif batri a ki konpoze de kabòn (grafit), ki konekte ak elektwòd negatif batri a pa papye kwiv. Ant pwent anwo ak pi ba batri a se elektwolit batri a, epi batri a sele pa yon koki metal.
Lè batri a LiFePO4 chaje, ityòm ion Li nan elektwòd pozitif la imigre nan elektwòd negatif la atravè dyafram polymère a; Pandan pwosesis la egzeyat, ityòm ion Li nan elektwòd negatif la imigre nan dyafram nan elektwòd pozitif la. Batri ityòm-ion yo nonmen paske ityòm iyon imigre retounen ak lide pandan y ap chaje ak egzeyate.
Pèfòmans prensipal la
Vòltaj nominal batri LiFePO4 a se 3.2V, vòltaj chaj revokasyon an se 3.6V, ak vòltaj egzeyat revokasyon an se 2.0V. Akòz diferan kalite ak pwosesis materyèl elektwòd pozitif ak negatif ak materyèl elektwolit yo itilize pa manifaktirè divès kalite, pèfòmans yo pral yon ti jan diferan. Pou egzanp, modèl la menm (pake a menm nan batri estanda), kapasite batri li yo gen yon gwo diferans (10% a 20%).
Li ta dwe remake isit la ke gen kèk diferans nan paramèt pèfòmans yo nan ityòm fè fosfat pil pouvwa ki te pwodwi pa faktori diferan; Anplis de sa, gen kèk pèfòmans batri ki pa enkli, tankou batri rezistans entèn, pousantaj pwòp tèt ou-egzeyat, chaj ak tanperati egzeyat.
Kapasite ityòm fè phosphate pouvwa pil diferan anpil, epi yo ka divize an twa kategori: ti dizyèm pou kèk milliamps, mwayen gwosè dè dizèn milliamps, ak gwo dè santèn de milliamps. Genyen tou kèk diferans nan paramèt yo menm nan diferan kalite pil.
Overdischarge nan tès vòltaj zewo:
Egzeyat nan tès vòltaj zewo nan STL1865 0(1100mAh) ityòm fè fosfat pouvwa batri te pote soti. Kondisyon tès yo: Chaje 1100mAh STL18650 batri a ak pousantaj chaj 0.5C, epi apre sa dechaje li ak pousantaj egzeyat 1.0C jiskaske vòltaj batri a se 0C. Lè sa a, pil yo mete nan 0V divize an de gwoup: yon gwoup estoke pou 7 jou, lòt gwoup la estoke pou 30 jou; Apre depo ekspire, li ranpli ak pousantaj chaje 0.5C, ak Lè sa a, egzeyate ak 1.0C. Finalman, diferans ki genyen ant de peryòd depo vòltaj zewo yo konpare.
Rezilta tès la se ke apre 7 jou nan depo vòltaj zewo, batri a pa gen okenn flit, bon pèfòmans, ak kapasite a se 100%; Apre 30 jou nan depo, pa gen okenn flit, bon pèfòmans, kapasite nan 98%; Apre 30 jou nan depo, batri a chaje ak egzeyate pou 3 sik plis, epi kapasite a retabli a 100%.
Tès sa a montre ke menm si batri ityòm fè fosfat la te egzeyate (menm nan 0V), ak estoke pou yon sèten tan, batri a pa pral koule ak domaj. Sa a se yon karakteristik ke lòt kalite ityòm-ion pil pa genyen.
Avantaj
1. Amelyorasyon pèfòmans sekirite
Kosyon PO a nan kristal ityòm fè fosfat ki estab ak difisil pou dekonpoze, menm nan tanperati ki wo oswa twòp chaj, li pa pral tonbe ak chalè oswa fòme sibstans ki sou oksidasyon fò tankou oksid cobalt ityòm, kidonk li gen bon sekirite. Yo te rapòte ke yo te jwenn yon ti pati nan echantiyon an boule nan operasyon aktyèl la nan zegwi a oswa eksperyans kous kout, men pa te gen okenn evènman eksplozyon, ak eksperyans nan surcharge te itilize yon chaj vòltaj segondè ki anpil depase pwòp tèt ou-egzeyat la. vòltaj plizyè fwa, epi li te jwenn ke te gen toujou yon eksplozyon. Sepandan, sekirite twòp chaj li yo te amelyore anpil konpare ak batri òdinè elektwolit likid ityòm cobalt oksid.
2. Amelyorasyon lavi a
Lityòm fè fosfat batri se yon batri ityòm ion lè l sèvi avèk ityòm fè fosfat kòm yon materyèl elektwòd pozitif.
Sik lavi batri plon-asid ki dire lontan an se apeprè 300 fwa, ak maksimòm lan se 500 fwa, pandan y ap batri ityòm fè fosfat pouvwa a gen yon lavi sik ki gen plis pase 2000 fwa, ak chaj estanda a ({{5} }èdtan pousantaj) ka itilize pou 2000 fwa. Menm kalite plon-asid batri a se "nouvo mwatye yon ane, fin vye granmoun mwatye yon ane, antretyen ak antretyen pou yon lòt mwatye nan yon ane", nan pifò 1 a 1.5 ane, ak ityòm fè fosfat pil yo te itilize nan menm kondisyon yo, teyorik la. lavi pral rive nan 7 a 8 ane. Konsiderasyon jeneral, rapò a pri pèfòmans se plis pase 4 fwa sa yo ki nan pil plon-asid nan teyori. Segondè egzeyat aktyèl ka segondè aktyèl 2C chaj rapid ak egzeyat, anba plato espesyal la, 1.5C chaje ka konplètman chaje nan 40 minit, kòmanse aktyèl jiska 2C, ak plon-asid pil pa gen pèfòmans sa a.
3. bon pèfòmans tanperati anwo nan syèl la
Valè pik ityòm fè fosfat ka rive nan 350 degre -500 degre, pandan y ap ityòm manganate ak ityòm cobaltate yo se sèlman apeprè 200 degre. Ranje tanperati fonksyònman an lajè (-20C-- 75C), ak pik elektrik ityòm fè fosfat ka rive nan 350 degre -500 degre, pandan y ap ityòm Manganèz asid ak ityòm Cobalt asid yo sèlman. apeprè 200 degre.
4. Gwo kapasite
Batri yo souvan travay anba kondisyon ke yo plen epi yo pa egzeyate, ak kapasite a pral byen vit pi ba pase valè a kapasite rated, ki rele efè a memwa. Tankou idrid nikèl-metal, pil nikèl-kadmyòm gen memwa, ak pil ityòm fosfat fè pa gen fenomèn sa a, pa gen pwoblèm nan ki eta batri a se nan, li ka itilize ak chaj la, san yo pa premye mete ak Lè sa a, chaje.
6. Pwa limyè
Volim ak pwa yon batri ityòm fosfat fè ak menm kapasite se 2/3 nan volim ak 1/3 nan pwa yon batri plon-asid.
7. Pwoteksyon anviwònman
Lityòm fè fosfat pil yo jeneralman konsidere yo dwe gratis nan nenpòt metal lou ak metal ra (pil nikèl metal idrid bezwen metal ra), ki pa toksik (SGS sètifikasyon), polisyon-gratis, nan liy ak règleman Ewopeyen RoHS, pou vèt la absoli. sètifika batri. Se poutèt sa, rezon ki fè pil ityòm yo optimis pa endistri a se sitou konsiderasyon pwoteksyon anviwònman an, kidonk batri a te enkli nan "863" plan nasyonal devlopman gwo teknoloji a pandan peryòd "dizyèm senk ane plan an", e li te vin tounen yon pwojè kle nasyonal pou sipòte ak ankouraje devlopman. Ak asansyon Lachin nan Oganizasyon Komès Mondyal la, volim ekspòtasyon bisiklèt elektrik Lachin nan ap ogmante rapidman, ak bisiklèt elektrik k ap antre nan Ewòp ak Etazini yo te oblije ekipe ak pil polisyon-gratis.
Sepandan, kèk ekspè te di ke polisyon nan anviwònman an ki te koze pa pil plon-asid sitou rive nan pwosesis pwodiksyon ki pa estanda ak pwosesis resiklaj nan antrepriz. Menm jan an tou, batri ityòm fè pati nouvo endistri enèji a se yon bon bagay, men li pa ka evite pwoblèm nan polisyon metal lou. Plon, asenik, Kadmyòm, mèki, chromium, elatriye nan pwosesis la nan materyèl metal yo ka lage nan pousyè tè ak dlo. Batri a li menm se yon sibstans chimik, kidonk li posib pou pwodwi de kalite polisyon: youn se polisyon dechè pwosesis nan pwojè pwodiksyon an; Dezyèm lan se polisyon batri a apre yo fin kraze.
Lityòm fè fosfat pil tou gen dezavantaj yo: tankou pòv pèfòmans tanperati ki ba, ti dansite pozitif Vibration materyèl, volim nan ityòm fè fosfat pil nan menm kapasite a se pi gwo pase ityòm ion pil tankou ityòm cobalt asid, kidonk li pa gen yon avantaj an tèm de mikwo-pil. Lè yo itilize nan pil pouvwa, ityòm fè fosfat pil, tankou lòt pil, bezwen fè fas a pwoblèm konsistans batri.
Enpèfeksyon
Kit yon materyèl gen potansyèl pou devlopman aplikasyon an, anplis konsantre sou avantaj li yo, bagay ki pi enpòtan se si materyèl la gen domaj fondamantal.
Lachin kounye a jeneralman chwazi ityòm fè fosfat kòm yon materyèl elektwòd pozitif pou pouvwa ityòm-ion pil, ki soti nan gouvènman an, enstitisyon rechèch syantifik, antrepwiz e menm konpayi sekirite ak lòt analis mache yo optimis sou materyèl sa a, kòm yon devlopman batri ityòm-ion pouvwa. direksyon. Rezon ki fè yo se sitou jan sa a: Premyèman, ki afekte nan direksyon rechèch ak devlopman nan peyi Etazini, Valence ak konpayi A123 nan Etazini yo te premye moun ki sèvi ak ityòm fè fosfat kòm materyèl la elektwòd pozitif nan ityòm-ion pil. Dezyèmman, pa te gen okenn preparasyon domestik nan materyèl ityòm manganate ak bon monte bisiklèt wo-tanperati ak pwopriyete depo pou pouvwa ityòm-ion pil. Sepandan, ityòm fè fosfat tou gen defo fondamantal ki pa ka inyore, ki ka rezime jan sa a:
1. Nan pwosesis SINTERING nan preparasyon fosfat ityòm fè, oksid fè gen posiblite pou yo redwi a fè elemantè nan yon atmosfè diminye tanperati ki wo. Eleman fè ka lakòz yon mikwo kous kout nan batri a epi li se sibstans ki pi tabou nan batri a. Sa a se tou rezon prensipal poukisa Japon pa te itilize materyèl sa a kòm yon materyèl elektwòd pozitif pou pouvwa ityòm-ion pil.
2. fosfat ityòm fè gen kèk domaj pèfòmans, tankou dansite Vibration ak dansite konpaksyon trè ba, sa ki lakòz yon dansite enèji ki ba nan ityòm-ion pil. Pèfòmans tanperati ki ba se pòv, menm nano ak kouch kabòn pa t 'rezoud pwoblèm sa a. Doktè Don Hillebrand, direktè sant sistèm depo enèji nan laboratwa nasyonal Argonne nan peyi Etazini, lè w ap pale de pèfòmans tanperati ki ba nan pil ityòm fosfat fè, li te itilize terib pou dekri rezilta tès ityòm fè fosfat ityòm ion pil te montre. ke pil ityòm fosfat fè nan tanperati ki ba (anba a 0 degre C) pa ka fè machin elektrik kouri. Malgre ke kèk manifaktirè reklamasyon ke pousantaj retansyon kapasite nan ityòm fè fosfat pil se bon nan tanperati ki ba, li se nan ka a nan ti aktyèl egzeyat ak vòltaj ki ba koupe. Nan ka sa a, aparèy la pa pral kòmanse travay nan tout.
3. Pri preparasyon materyèl la ak pri fabrikasyon batri a pi wo, pwodiksyon batri a ba, ak konsistans la pòv. Nanomèt ak kouch kabòn nan ityòm fè fosfat amelyore pèfòmans elektwochimik nan materyèl la, men tou, pote lòt pwoblèm, tankou dansite enèji redwi, ogmante pri sentèz, pòv pèfòmans pwosesis elektwòd ak kondisyon anviwònman piman bouk. Malgre ke eleman chimik Li, Fe ak P nan ityòm fè fosfat yo trè rich, ak pri a se ba, pri a prepare ityòm fè fosfat pwodwi a pa ba, menm si rechèch la byen bonè ak pri devlopman yo retire, pri a pwosesis nan la. materyèl plis pri a wo nan prepare batri a pral fè dènye pri depo enèji inite a pi wo.
4. pòv konsistans pwodwi. Kounye a, pa gen okenn faktori materyèl ityòm fè fosfat nan Lachin pou rezoud pwoblèm sa a. Soti nan pwen de vi nan preparasyon materyèl, sentèz la nan ityòm fè fosfat se yon reyaksyon konplèks multifaz, ak fosfat solid faz, oksid fè ak sèl ityòm, plis précurseur kabòn ak diminye faz gaz. Nan pwosesis reyaksyon konplèks sa a, li difisil pou asire konsistans reyaksyon an.
5. Pwoblèm pwopriyete entelektyèl. Kounye a, patant debaz pou fosfat ityòm fè posede pa University of Texas, pandan y ap Kanadyen aplike patant kouch kabòn. De patant debaz sa yo pa ka iyore, si pri a nan wayote yo kalkile, pri a nan pwodwi a ap ogmante plis.
Anplis de sa, ki soti nan eksperyans nan rechèch ak devlopman ak pwodiksyon nan ityòm-ion pil, Japon se premye peyi ki komèsyalize ityòm-ion pil, e li te toujou okipe mache a wo-fen ityòm-ion batri. Malgre ke Etazini mennen nan kèk rechèch debaz, li pa gen yon gwo manifakti batri ityòm-ion byen lwen tèlman. Se poutèt sa, li pi rezonab pou Japon chwazi modifye ityòm manganate kòm yon materyèl elektwòd pozitif pou dinamik ityòm-ion pil. Menm nan peyi Etazini, itilizasyon ityòm fè fosfat ak ityòm manganate kòm pouvwa ityòm-ion batri katod materyèl manifakti yo egalman divize, ak gouvènman federal la tou sipòte devlopman nan tou de sistèm yo. Nan sans de pwoblèm ki anwo yo ki egziste nan ityòm fè fosfat, li difisil yo dwe lajman itilize kòm yon materyèl elektwòd pozitif pou pouvwa ityòm-ion pil nan jaden tankou machin enèji nouvo. Si nou ka rezoud pwoblèm nan pòv segondè-tanperati monte bisiklèt ak depo pèfòmans nan ityòm manganate, ak avantaj li yo nan pri ki ba ak gwo pousantaj pèfòmans, li pral gen gwo potansyèl nan aplikasyon an nan dinamik ityòm-ion pil.
