តើ LiFePO4 ជាអ្វី?

LiFePO4 គឺជាបច្ចេកវិជ្ជាថ្មដែលអាចសាកបានដោយប្រើផូស្វ័រដែកលីចូមជាសម្ភារៈ cathode របស់វា។ គីមីវិទ្យានេះផ្តល់នូវសុវត្ថិភាពពិសេស អាយុកាលនៃវដ្តលើសពី 3,000 ការសាកថ្ម និងស្ថេរភាពកម្ដៅដែលថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងប្រពៃណីមិនអាចផ្គូផ្គងបាន។

រចនាសម្ព័ន្ធជាមូលដ្ឋាននៃថ្ម LiFePO4 មានធាតុផ្សំសំខាន់ៗចំនួនបីដែលធ្វើការក្នុងភាពសុខដុមនៃអេឡិចត្រូគីមី។ cathode ប្រើ lithium iron phosphate (LiFePO4) anode ប្រើ graphitic carbon និង lithium ions shuttle រវាង electrodes ទាំងនេះ តាមរយៈភ្នាសបំបែក។

អ្វីដែលធ្វើឱ្យគីមីសាស្ត្រនេះគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេសគឺសមាសធាតុផូស្វាតជាតិដែកខ្លួនឯង។ ការផ្សារភ្ជាប់ covalent ដ៏រឹងមាំនៅក្នុងប៉ូលីយ៉ាន (PO4)³⁻ កាត់បន្ថយការភ្ជាប់ covalent ទៅអ៊ីយ៉ុងដែក កាត់បន្ថយថាមពល redox ដើម្បីសម្រេចបានវ៉ុលបន្ទាប់បន្សំនៃ 3.2V ក្នុងមួយកោសិកា។ នេះខុសពីកោសិកាលីចូម cobalt oxide នៅ 3.7V ឬ lithium nickel manganese cobalt oxide កំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ។

កំឡុងពេលសាកថ្ម លីចូមអ៊ីយ៉ុងធ្វើចំណាកស្រុកពី cathode phosphate ដែកតាមរយៈអេឡិចត្រូលីត ដើម្បីបង្កប់ខ្លួននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់របស់ graphite anode ។ នៅពេលអ្នកបញ្ចេញថ្មដោយភ្ជាប់បន្ទុក អ៊ីយ៉ុងទាំងនេះបញ្ច្រាសទិស ធ្វើដំណើរត្រឡប់ទៅ cathode ខណៈពេលដែលអេឡិចត្រុងហូរតាមសៀគ្វីខាងក្រៅដើម្បីផ្តល់ថាមពល។ ភាពស្រស់ស្អាតនៃយន្តការនេះស្ថិតនៅក្នុងស្ថេរភាពនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា-រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់អូលីវនៃ LiFePO4 ជួបប្រទះការផ្លាស់ប្តូរកម្រិតសំឡេងតិចតួចបំផុតក្នុងអំឡុងពេលចលនាអ៊ីយ៉ុងទាំងនេះ ដែលរួមចំណែកដល់អាយុវែងគួរឱ្យកត់សម្គាល់។

ភាពខុសគ្នារវាង LiFePO4 និងថ្មលីចូមធម្មតា-អ៊ីយ៉ុងលើសពីស្លាកគីមី។ ថ្មលីចូម-ស្ដង់ដារ អ៊ីយ៉ុង ជាធម្មតាប្រើអុកស៊ីដ cobalt (LiCoO₂) អុកស៊ីដម៉ង់ហ្គាណែស (LiMn₂O₄) ឬនីកែល-សមាសធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើសារធាតុ cathode ។ ទាំងនេះផ្តល់នូវដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាង-មានន័យថាថាមពលកាន់តែច្រើនក្នុងមួយគីឡូក្រាម-ប៉ុន្តែមានតម្លៃថ្លៃ។

LiFePO4 ជួញដូរដង់ស៊ីតេថាមពលតិចជាង 14% សម្រាប់លក្ខណៈសុវត្ថិភាពកាន់តែប្រសើរ។ រចនាសម្ព័ន្ធផូស្វ័រដែកនៅតែមានស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពដែលកោសិកាដែលមានមូលដ្ឋានលើ cobalt-ចូលទៅក្នុងកំដៅដែលរត់ចេញ។ ខណៈពេលដែលថ្មស្មាតហ្វូនអាចផ្ទុះប្រសិនបើត្រូវបានចាក់ឬសាកថ្ម កោសិកា LiFePO4 រក្សាភាពសុចរិតរបស់វា។ ពួកវាមិនអាចឆេះបានយ៉ាងសំខាន់នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌបរាជ័យធម្មតា។

គីមីវិទ្យាក៏លុបបំបាត់ទាំងសារធាតុ cobalt និងនីកែល-ដែលបង្កើនការព្រួយបារម្ភអំពីបរិស្ថាន និងភាពស្មុគស្មាញនៃសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់។ ជាតិដែក និងផូស្វាតមានច្រើននៅក្នុងសំបកផែនដី ដែលធ្វើឲ្យ LiFePO4 មានតម្លៃថោកក្នុងការផលិត។ ការវិភាគរបស់នាយកដ្ឋានថាមពលឆ្នាំ 2020 បានរកឃើញថាអាគុយ LiFePO4 មានតម្លៃប្រហែល 6% តិចជាងក្នុងមួយគីឡូវ៉ាត់-ម៉ោងជាងជម្រើស NMC ជាមួយនឹងគម្លាតកាន់តែធំនៅពេលដែលការផលិតកើនឡើង។

ទីផ្សារថ្ម LiFePO4 សកលបានឈានដល់ 17.2 ពាន់លានដុល្លារក្នុងឆ្នាំ 2024 ហើយត្រូវបានគេព្យាករណ៍ថានឹងកើនឡើងក្នុងអត្រាប្រចាំឆ្នាំ 15.7% រហូតដល់ឆ្នាំ 2034 ដែលឈានដល់ 73.68 ពាន់លានដុល្លារ។ នេះមិនមែនជាការរំពឹងទុកទេ-វាឆ្លុះបញ្ចាំងពីការផ្លាស់ប្តូរជាមូលដ្ឋាននៅក្នុងរបៀបដែលឧស្សាហកម្មគិតអំពីការផ្ទុកថាមពល។

Tesla បានប្តូរទំហំថ្ម-ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់របស់ខ្លួនទៅ LiFePO4 ក្នុងឆ្នាំ 2021។ ឥឡូវនេះក្រុមហ៊ុននេះប្រើប្រាស់គីមីសាស្ត្រ LFP នៅក្នុងគ្រប់ស្តង់ដារ-រថយន្ត Model 3 និង Model Y ដែលផលិតក្រោយខែតុលាឆ្នាំ 2021។ BYD ដែលជាក្រុមហ៊ុនផលិតរថយន្តអគ្គិសនីធំជាងគេទីពីររបស់ពិភពលោកបានប្តេជ្ញាចិត្តដូចគ្នា។ រួមគ្នា ក្រុមហ៊ុនទាំងពីរនេះបានដាក់ពង្រាយ 68% នៃថ្ម LFP ទាំងអស់នៅក្នុងទីផ្សារ EV គិតត្រឹមខែកញ្ញា ឆ្នាំ 2022 នៅពេលដែល LFP បានចាប់យក 31% នៃទីផ្សារអាគុយរថយន្តអគ្គិសនីទាំងមូល។

ក្រុមហ៊ុនផលិតរបស់ចិនបច្ចុប្បន្នគ្រប់គ្រងផលិតកម្មដោយគ្រប់គ្រងប្រហែល 90% នៃសមត្ថភាពផលិត LFP សកល។ ការផ្តោតអារម្មណ៍នេះមួយផ្នែកមកពីការការពារប៉ាតង់ដំបូងដែលមានកម្រិតនៃការអភិវឌ្ឍន៍របស់លោកខាងលិច ទោះបីជាប៉ាតង់សំខាន់ៗបានចាប់ផ្តើមផុតកំណត់នៅឆ្នាំ 2022 ក៏ដោយ។ ក្រុមហ៊ុន Ford បានប្រកាសផែនការក្នុងខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 2023 ដើម្បីវិនិយោគ 3.5 ពាន់លានដុល្លារនៅក្នុងរោងចក្រមីឈីហ្គែនដែលផលិតអាគុយ LFP សម្រាប់ក្រុមរថយន្តអគ្គិសនីរបស់ខ្លួន-ជាសញ្ញាដែលក្រុមហ៊ុនផលិតលោកខាងលិចទទួលស្គាល់តម្លៃនៃគីមីវិទ្យា។

វិស័យផ្ទុកថាមពលនៅស្ថានីបង្ហាញពីការទទួលយកយ៉ាងខ្លាំងដូចគ្នា។ ក្រុមហ៊ុនដូចជាប្រព័ន្ធ LFP លំនៅដ្ឋានដែលបានត្រួសត្រាយផ្លូវ Enphase និងបានវ៉ាដាច់ Tesla និង LG ជាម៉ាកឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលក្នុងផ្ទះដែលត្រូវបានដកស្រង់ច្រើនបំផុតនៅសហរដ្ឋអាមេរិកនៅឆ្នាំ 2021។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃគីមីសាស្ត្រនៃសុវត្ថិភាព ភាពជាប់បានយូរ និងតម្លៃ-ប្រសិទ្ធភាពត្រូវគ្នាយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះជាមួយនឹងកម្មវិធីដែលថ្មអាចដំណើរការអស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍ជាមួយនឹងការថែទាំតិចតួចបំផុត។

LiFePO4

ថ្ម LiFePO4 ដែលមានគុណភាពផ្តល់នូវការសាកចន្លោះពី 3,000 ទៅ 5,000 វដ្តខណៈពេលដែលរក្សាបាន 80% នៃសមត្ថភាពដើមរបស់វា។ កោសិកាពិសេសដូចនៅក្នុង EcoFlow DELTA Pro សម្រេចបាន 6,500 វដ្ត មុនពេលធ្លាក់ចុះដល់ 50% ។ ប្រៀបធៀបវាទៅនឹងអាគុយលីចូម{11}}អ៊ីយ៉ុងប្រពៃណីដែលគាំទ្រ 500 ទៅ 1,000 វដ្ត ឬដឹកនាំ{15}}អាគុយអាស៊ីតដែលគ្រប់គ្រងត្រឹមតែ 300 ទៅ 500 វដ្តប៉ុណ្ណោះ។

វាប្រែថាភាពខុសគ្នានៃប្រតិបត្តិការជាក់ស្តែង។ ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យដោយប្រើថ្ម LiFePO4 អាចដំណើរការដោយភាពជឿជាក់រយៈពេល 10 ទៅ 15 ឆ្នាំជាមួយនឹងការជិះកង់ប្រចាំថ្ងៃ។ កម្មវិធីដូចគ្នាជាមួយលីចូមស្តង់ដារ-អ៊ីយ៉ុងអាចត្រូវការការជំនួសបន្ទាប់ពី 3 ទៅ 5 ឆ្នាំ ហើយប្រព័ន្ធអាស៊ីតនាំមុខ-ជារឿយៗត្រូវការសេវាកម្មក្នុងរយៈពេល 2 ឆ្នាំ។

ថ្មរក្សាវ៉ុលបញ្ចេញថេរពេញមួយវដ្តរបស់វា។ មិនដូច-អាគុយអាសុីតដែលជួបប្រទះការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅពេលដែលវាអស់ថាមពល កោសិកា LiFePO4 រក្សាស្ថិរភាពនៅជិតវ៉ុលបន្ទាប់បន្សំរបស់ពួកគេរហូតដល់ប្រហែល 90% បញ្ចេញ។ លក្ខណៈនេះធានាថាឧបករណ៍ដែលបានតភ្ជាប់ទទួលបានថាមពលមានស្ថេរភាពដោយគ្មានភាពស្មុគស្មាញនៃបទបញ្ជាវ៉ុល។

ភាពធន់នឹងសីតុណ្ហភាពពង្រីកពី -4 ដឺក្រេ F (-20 ដឺក្រេ) ដល់ 140 ដឺក្រេ F (60 ដឺក្រេ) សម្រាប់ប្រតិបត្តិការ ទោះបីជាការសាកថ្មល្អបំផុតកើតឡើងនៅចន្លោះ 32 ដឺក្រេ F (0 ដឺក្រេ) និង 113 ដឺក្រេ F (45 ដឺក្រេ) ក៏ដោយ។ ថ្មលីចូម-ស្តង់ដារ អ៊ីយ៉ុង ជាធម្មតាត្រូវការពី 32 ដឺក្រេ F ដល់ 113 ដឺក្រេ F សម្រាប់ប្រតិបត្តិការប្រកបដោយសុវត្ថិភាព។ ជួរដែលបានពង្រីកនេះធ្វើឱ្យ LiFePO4 ស័ក្តិសមសម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងអាកាសធាតុខ្លាំង - ការដំឡើងពន្លឺព្រះអាទិត្យនៅក្នុងតំបន់វាលខ្សាច់ ឬប្រព័ន្ធថាមពលបម្រុងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌអនុតំបន់អាក់ទិក។

រចនាសម្ព័ន្ធ cathode ដែលមានមូលដ្ឋានលើផូស្វាតផ្តល់នូវស្ថេរភាពកម្ដៅ និងគីមីដែលផ្លាស់ប្តូរជាមូលដ្ឋាននៃសក្ដានុពលសុវត្ថិភាពថ្ម។ នៅពេលដែលថ្ម Lithium cobalt oxide ឡើងកំដៅខ្លាំង អុកស៊ីសែនបញ្ចេញចេញពីរចនាសម្ព័ន្ធ cathode ផ្តល់អាហារដល់ការឆេះនៅក្នុងព្រឹត្តិការណ៍នៃការរត់ចេញដោយកំដៅដោយខ្លួនវាផ្ទាល់-។ ចំណង P-O ដ៏រឹងមាំនៅក្នុងផូស្វាតដែកលីចូម ទប់ទល់នឹងការរលួយនេះ សូម្បីតែនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើងក៏ដោយ។

ការធ្វើតេស្តបង្ហាញពីស្ថេរភាពនេះ។ ការវាយឬកំទេចកោសិកា LiFePO4 ដែលសាកពេញ ជាធម្មតាបណ្តាលឱ្យមានចរន្តខ្លី-ផ្នែកខាងក្នុង និងការបង្កើតកំដៅ ប៉ុន្តែមិនឆេះ ឬផ្ទុះទេ។ ការធ្វើតេស្តដូចគ្នានៅលើកោសិកាលីចូម cobalt oxide ជារឿយៗបណ្តាលឱ្យមានការឆេះយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ។ រឹមសុវត្ថិភាពនេះអនុញ្ញាតឱ្យថ្ម LiFePO4 ដំណើរការនៅក្នុងកន្លែងបិទជិតដូចជា ខាងក្នុង RV កាប៊ីនទូក ឬយានដ្ឋានលំនៅដ្ឋានដោយគ្មានតម្រូវការខ្យល់ចេញចូលយ៉ាងទូលំទូលាយ-ទោះបីជាលំហូរខ្យល់ជាមូលដ្ឋាននៅតែត្រូវបានណែនាំសម្រាប់ប្រព័ន្ធថ្មណាមួយក៏ដោយ។

គីមីវិទ្យាអត់ធ្មត់លើការលើសចំណុះប្រសើរជាងជម្រើស។ ខណៈពេលដែលលើសពី 3.6V ក្នុងមួយកោសិកាកំឡុងពេលសាកថ្មអាចបណ្តាលឱ្យមានការរិចរិលបន្តិចម្តងៗ វាមិនបង្កឱ្យមានស្ថានភាពគ្រោះថ្នាក់ភ្លាមៗនោះទេ។ ដូច្នេះប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្មអាចប្រើសៀគ្វីការពារដ៏សាមញ្ញជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអាគុយដែលមានមូលដ្ឋានលើ cobalt- ដែលត្រូវការការគ្រប់គ្រងការសាកយ៉ាងច្បាស់លាស់។

ការបញ្ចូលទឹកក្រោមបង្កបញ្ហាប្រឈមផ្សេងពីគ្នា។ ការបញ្ចោញកោសិកា LiFePO4 ក្រោម 2.5V អាចបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ដោយបំប្លែង LiFePO4 ទៅ FePO4 និងបំផ្លាញកោសិកាជាអចិន្ត្រៃយ៍។ ប្រព័ន្ធ BMS ទំនើបការពារបញ្ហានេះដោយការផ្តាច់បន្ទុកមុនពេលឈានដល់កម្រិតវ៉ុលសំខាន់ ប៉ុន្តែវានៅតែមានសារៈសំខាន់ក្នុងការប្រើប្រាស់ឆ្នាំងសាក និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់គីមីសាស្ត្រ LiFePO4 ជាជាងឧបករណ៍លីចូម-អ៊ីយ៉ុងទូទៅ។

រថយន្តអគ្គិសនីតំណាងឱ្យកម្មវិធី LiFePO4 ដែលអាចមើលឃើញច្រើនបំផុត។ Chevrolet Spark EV បានក្លាយជារថយន្តផលិតដំបូងគេដែលប្រើថ្ម LFP ក្នុងឆ្នាំ 2014 ដោយ A123 Systems ផ្គត់ផ្គង់កញ្ចប់។ សព្វថ្ងៃនេះ ក្រុមហ៊ុនផលិតជាច្រើនបានទទួលយកបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការចូល-កម្រិត និងមធ្យម-រថយន្តអគ្គិសនី ដែលដង់ស៊ីតេថាមពលទាបអាចទទួលយកបាន ដោយសារអត្ថប្រយោជន៍សុវត្ថិភាព និងតម្លៃ។

រទេះវាយកូនហ្គោល និងយានជំនិះប្រើប្រាស់កាន់តែច្រើនឡើងៗ ប្រើប្រាស់ថ្ម LiFePO4 ជាការជំនួសទឹកអាស៊ីតដោយផ្ទាល់-។ ធម្មតាមួយ។ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង 72 វ៉ុលប្រព័ន្ធសម្រាប់រទេះវាយកូនហ្គោលមានទម្ងន់ប្រហែលមួយ-មួយភាគបួននៃការនាំមុខដែលមានសមមូលនឹង-ធនាគារថ្មអាស៊ីត ខណៈពេលដែលផ្តល់រយៈចម្ងាយយូរជាងមុន និងការសាកថ្មលឿនជាង។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ 72V ជាធម្មតាមានកោសិកា LiFePO4 ពី 20 ទៅ 23 តភ្ជាប់ជាស៊េរី ដោយផ្តល់នូវវ៉ុលដែលត្រូវការសម្រាប់ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិចនៅក្នុងរទេះវាយកូនហ្គោល ម៉ូតូ ម៉ូតូ និងឧបករណ៍ឧស្សាហកម្មធុនស្រាល។

ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យប្រើថាមពលវដ្តវែងរបស់ LiFePO4 និងជួរសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការធំទូលាយ។ ថ្មមានប្រសិទ្ធភាពរក្សាទុកការផលិតថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យលើសក្នុងអំឡុងពេលម៉ោងផលិតខ្ពស់បំផុតសម្រាប់ប្រើប្រាស់បន្ទាប់ពីថ្ងៃលិច ឬអំឡុងពេលដាច់បណ្តាញ។ ភាពអត់ធ្មត់របស់ពួកគេចំពោះស្ថានភាពផ្នែក-នៃ-ប្រតិបត្តិការនៃការសាកថ្ម-មិនដូចថ្មសំណ-អាស៊ីតដែលបន្ថយនៅពេលដែលមិនបានសាកពេញ-ធ្វើឱ្យពួកវាល្អសម្រាប់ការជិះកង់ប្រចាំថ្ងៃនៅក្នុងកម្មវិធីថាមពលកកើតឡើងវិញ។

កម្មវិធី Marine និង RV ទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ពីការរួមបញ្ចូលគ្នារបស់ LiFePO4 នៃទម្ងន់ស្រាល សុវត្ថិភាព និងអាយុវែង។ កញ្ចប់ថ្ម 72V 180Ah អាចផ្តល់ថាមពលដល់ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចក្នុងផ្ទះ និងឧបករណ៍ប្រើប្រាស់នានា ខណៈពេលដែលទប់ទល់នឹងរំញ័រ ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព និងការដោះស្រាយបរិយាកាសលំបាកម្តងម្កាល។ ទម្ងន់ដែលបានកាត់បន្ថយបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រព័ន្ធនាំមុខ-អាស៊ីតធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនាវា និងប្រសិទ្ធភាពប្រេង។

វិស័យឧស្សាហកម្ម និងពាណិជ្ជកម្មដាក់ពង្រាយ LiFePO4 នៅក្នុងរថយន្តដឹកទំនិញ យានជំនិះដែលដឹកនាំដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងប្រព័ន្ធថាមពលបម្រុង។ អត្រាបញ្ចេញថាមពលថ្មខ្ពស់គាំទ្រថាមពល-ឧបករណ៍ដែលស្រេកឃ្លាន ខណៈសមត្ថភាពសាកថ្មរហ័សរបស់វាកាត់បន្ថយពេលទំនេរ។ ក្រុមហ៊ុនទូរគមនាគមន៍ប្រើថ្ម LFP សម្រាប់ថាមពលបម្រុងទុកប៉មកោសិកា ធនាគារលើអាយុកាលប្រតិបត្តិការ 10+ ឆ្នាំ ដើម្បីកាត់បន្ថយថ្លៃថែទាំក្នុងការដំឡើងពីចម្ងាយ។

LiFePO4

ថ្ម LiFePO4 ត្រូវការឆ្នាំងសាកដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ទម្រង់វ៉ុលរបស់ពួកគេ។ ដំណើរការសាកថ្មអនុវត្តតាមវិធីដំណាក់កាលពីរ-៖ ចរន្តថេរបន្តដោយវ៉ុលថេរ។ ក្នុងដំណាក់កាលបច្ចុប្បន្នថេរ ឆ្នាំងសាកផ្តល់អំពែរថេរ-ជាធម្មតា 0.5C ទៅ 1C មានន័យថាពាក់កណ្តាលស្មើនឹងអំពែររបស់ថ្ម-ការវាយតម្លៃម៉ោង-រហូតដល់កោសិកាឈានដល់ប្រមាណ 3.6V នីមួយៗ។ សម្រាប់ប្រព័ន្ធ 72V មានន័យថាសាកថ្មរហូតដល់វ៉ុលកញ្ចប់ឡើងដល់ប្រហែល 83-85V។

នៅពេលដែលវ៉ុលស្រូបយកត្រូវបានឈានដល់ប្រហែល 90% នៃបន្ទុកនោះឆ្នាំងសាកប្តូរទៅរបៀបវ៉ុលថេរ។ ចរន្តថយចុះបន្តិចម្តងៗ នៅពេលដែលក្រឡាបំពេញ ជាមួយនឹងការសាកថ្មពេញលេញ នៅពេលដែលចរន្តធ្លាក់ចុះដល់ 5-10% នៃកម្រិតសមត្ថភាពរបស់ថ្ម។ នេះខុសពី-ពិធីការសាកអាស៊ីតនាំមុខ ដែលប្រើការគិតថ្លៃស្មើគ្នា ឬបច្ចេកទេសវ៉ុលអណ្តែតដែលអាចបំផ្លាញកោសិកា LiFePO4 ។

ការប្រើឧបករណ៍សាកថ្មលីចូម-ស្តង់ដារដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់កោសិកា 4.2V នៅលើថ្ម LiFePO4 បណ្តាលឱ្យមានការបញ្ចូលថ្មលើស ដោយសារគោលដៅវ៉ុលលើសពីជួរសុវត្ថិភាពសម្រាប់គីមីសាស្ត្រផូស្វាតដែក។ ផ្ទុយទៅវិញ ការប្រើឆ្នាំងសាកអាស៊ីតនាំមុខ-ជាធម្មតាធ្វើឱ្យថ្ម LiFePO4 បញ្ចូលថ្មក្រោម ហើយប្រហែលជាមិនធ្វើឱ្យការបញ្ចប់ការសាកថ្មបានត្រឹមត្រូវ។

ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពកំឡុងពេលសាកថ្ម។ ការសាកថ្មក្រោមការបង្កកអាចបណ្តាលឱ្យមានបន្ទះលីចូមនៅលើ anode ដែលកាត់បន្ថយសមត្ថភាពជាអចិន្ត្រៃយ៍។ ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្មដែលមានគុណភាពជាច្រើនរួមមានធាតុកំដៅដែលកំដៅកញ្ចប់ទៅនឹងសីតុណ្ហភាពនៃការសាកថ្មដែលមានសុវត្ថិភាព មុនពេលអនុញ្ញាតឱ្យមានលំហូរចរន្ត។ ដូចគ្នានេះដែរ ការសាកថ្មនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 113 ដឺក្រេ F បង្កើនល្បឿនការរិចរិល។

តម្លៃនៃការទិញដំបូងដាក់ទីតាំងថ្ម LiFePO4 ក្នុងតម្លៃបុព្វលាភបើប្រៀបធៀបទៅនឹង-ជម្រើសជាតិអាស៊ីត។ កញ្ចប់ 72V 100Ah LiFePO4 អាចមានតម្លៃ $2,000-3,000 ខណៈពេលដែលអាគុយអាស៊ីតនាំមុខដែលមានតម្លៃស្មើនឹង $600-1,000។ ភាពខុសគ្នានៃតម្លៃនេះរារាំងអ្នកទិញមួយចំនួនសម្លឹងមើលការចំណាយជាមុនតែម្នាក់ឯង។

ការគណនាផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលវាយតម្លៃតម្លៃក្នុងមួយវដ្ត។ នៅអប្បបរមា 3,000 វដ្ត កញ្ចប់ LiFePO4 ផ្តល់ថាមពលក្នុងតម្លៃ $0.67-1.00 ក្នុងមួយវដ្ត។ Lead{12}}អាគុយអាស៊ីតដែលគ្រប់គ្រង 400 វដ្តមានតម្លៃ $1.50-2.50 ក្នុងមួយវដ្ត។ លើសពីអាយុកាលប្រតិបត្តិការរបស់ថ្ម ប្រព័ន្ធ LiFePO4 ជាធម្មតាមានតម្លៃ 30-50% តិចជាងការជំនួសថ្មអាស៊ីតនាំមុខម្តងហើយម្តងទៀត។

កត្តាបន្ថែមពង្រីកអត្ថប្រយោជន៍នេះ។ ថ្ម LiFePO4 អាចបញ្ចេញទឹកដល់ជម្រៅ 100% ដោយគ្មានការខូចខាត ខណៈពេលដែលថ្មអាស៊ីតនាំមុខ-គួរតែបញ្ចេញទៅជម្រៅ 50% ដើម្បីរក្សាអាយុកាលនៃវដ្ត។ នេះមានន័យថាថ្ម 100Ah LiFePO4 ផ្តល់នូវសមត្ថភាពប្រើប្រាស់ស្មើនឹង 200Ah -ថ្មអាស៊ីត ដែលធ្វើអោយការប្រៀបធៀបតម្លៃកាន់តែប្រសើរឡើងថែមទៀត។

ការចំណាយលើការថែទាំគឺបាត់ទៅវិញជាមួយនឹង LiFePO4 ។ Lead-អាគុយអាស៊ីតត្រូវការការបន្ថែមទឹកតាមកាលកំណត់ ការសម្អាតស្ថានីយ និងការសាកថ្មឱ្យស្មើគ្នា។ ប្រព័ន្ធ LiFePO4 ដំណើរការការថែទាំ-ដោយមិនគិតថ្លៃលើសពីការត្រួតពិនិត្យការតភ្ជាប់ជាមូលដ្ឋាន។ ថ្មក៏បញ្ចេញ-ដោយខ្លួនឯងក្នុងកម្រិតប្រហែល 2-3% ក្នុងមួយខែ បើប្រៀបធៀបទៅនឹង 5-10% សម្រាប់អាស៊ីតនាំមុខ ដែលមានន័យថាថ្មដែលបានរក្សាទុករក្សាការសាកថ្មដោយមិនមានការសាកថ្មថែទាំធម្មតា។

ការកាត់បន្ថយទំងន់ផ្តល់នូវការសន្សំដោយប្រយោលនៅក្នុងកម្មវិធីទូរស័ព្ទ។ ការជំនួសអាគុយអាសុីត 400 ផោនជាមួយនឹង 100 ផោននៃ LiFePO4 ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពរថយន្ត ពង្រីកជួរ និងកាត់បន្ថយការពាក់លើសមាសធាតុព្យួរ។ សម្រាប់កម្មវិធីសមុទ្រ ការសន្សំសំចៃទម្ងន់ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការរបស់នាវា និងការសន្សំសំចៃប្រេង។

អវត្ដមាននៃសារធាតុ cobalt នីកែល និងលោហធាតុធ្ងន់ពុលដាក់ LiFePO4 ជាគីមីវិទ្យាថ្មដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះបរិស្ថាន។ ជាតិដែក និងផូស្វាត បង្កហានិភ័យអេកូឡូស៊ីតិចតួចបំផុត កំឡុងពេលទាញយក កែច្នៃ និងកែច្នៃឡើងវិញជាយថាហេតុ។ អាគុយមិនមានឧស្ម័ន ឬអាស៊ីតគ្រោះថ្នាក់ដែលអាចលេចធ្លាយកំឡុងពេលប្រតិបត្តិការ ឬបោះចោល។

ដំណើរការកែច្នៃឡើងវិញសម្រាប់ថ្ម LiFePO4 គឺស្មុគស្មាញតិចជាងជម្រើសដែលមានមូលដ្ឋានលើ cobalt{1}}។ ផូស្វ័រដែកអាចយកមកវិញ និងប្រើឡើងវិញក្នុងថ្មថ្មី ការផលិតដែក ឬជីផូស្វាត។ ខណៈពេលដែលហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធកែច្នៃឡើងវិញបន្តអភិវឌ្ឍ តម្លៃសម្ភារៈដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធ និងតម្រូវការដំណើរការសាមញ្ញជាងមុន ធ្វើឱ្យការកែច្នៃ LFP មានប្រសិទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ច។

អាយុកាលប្រតិបត្តិការដែលបានពង្រីកកាត់បន្ថយតម្រូវការផលិតកម្ម និងផលប៉ះពាល់បរិស្ថានដែលពាក់ព័ន្ធ។ ថ្ម LiFePO4 តែមួយដែលដំណើរការបានរយៈពេល 10-15 ឆ្នាំ ផ្លាស់ប្តូរថ្ម 3-ការជំនួសថ្មអាស៊ីតនាំមុខ 5 ឬការជំនួសលីចូមអ៊ីយ៉ុងស្តង់ដារ 2-3 ។ ការកាត់បន្ថយវដ្តផលិតកម្មនេះកាត់បន្ថយការទាញយកវត្ថុធាតុដើម ការប្រើប្រាស់ថាមពល និងការបំភាយឧស្ម័នដឹកជញ្ជូនឆ្លងកាត់វដ្តជីវិតផលិតផល។

ការបញ្ចប់-នៃ-ថ្ម LiFePO4 អាយុកាលច្រើនតែរក្សាបាន 70-80% នៃសមត្ថភាពដើម ដែលធ្វើឱ្យវាស័ក្តិសមសម្រាប់កម្មវិធីជីវិតទីពីរ។ អាគុយរថយន្តដែលត្រូវបានជំនួសដោយសារតែការកាត់បន្ថយជួរអាចបម្រើយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការផ្ទុកថាមពលនៅស្ថានី ដែលដង់ស៊ីតេថាមពលមានសារៈសំខាន់តិចជាងតម្លៃ និងភាពជឿជាក់។ ការប្រើប្រាស់ល្បាក់នេះពង្រីកអត្ថប្រយោជន៍បរិស្ថានសរុបនៃថ្មនីមួយៗដែលផលិត។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធក្រឡាស្តង់ដារធ្វើតាមគំរូឧស្សាហកម្ម។ កោសិកាតែមួយបញ្ជូនវ៉ុលបន្ទាប់បន្សំ 3.2V ដែលមានសមត្ថភាពចាប់ពីឯកតា 3Ah តូចសម្រាប់គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចចល័តរហូតដល់កោសិកា 300Ah ធំសម្រាប់ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពល។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធស៊េរីទូទៅរួមមាន:

ប្រព័ន្ធ 12V: 4 កោសិកាក្នុងស៊េរី (12.8V nominal)

ប្រព័ន្ធ 24V: 8 កោសិកាក្នុងស៊េរី (25.6V nominal)

ប្រព័ន្ធ 48V: 15 កោសិកាក្នុងស៊េរី (48V nominal)

ប្រព័ន្ធ 72V: 20-23 កោសិកាក្នុងស៊េរី (64V-73.6V nominal)

ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង 72 វ៉ុល ដែលកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធជាមួយគីមី LiFePO4 ជាធម្មតាប្រើ 23 កោសិកានៅ 3.2V នីមួយៗ ផលិតវ៉ុលបន្ទាប់បន្សំនៃ 73.6V ។ វាលើសពីការកំណត់ 72V បន្តិច ប៉ុន្តែនៅតែស្ថិតក្នុងជួរវ៉ុល 72V-ឧបករណ៍បញ្ជាម៉ូទ័រ និងអាំងវឺតទ័រដែលបានវាយតម្លៃ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនេះសាកសមនឹងម៉ូតូអគ្គិសនី កង់ e{10}}ធំជាង រទេះវាយកូនហ្គោល និងរថយន្តអគ្គិសនីតូចៗដែលទាមទារការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលច្រើន។

អត្រាបញ្ចេញទឹកប្រែប្រួលទៅតាមការរចនា និងសំណង់កោសិកា។ កោសិកា LiFePO4 ភាគច្រើនគាំទ្រការឆក់បន្ត 1C មានន័យថាពួកគេអាចផ្តល់ចរន្តស្មើនឹងការវាយតម្លៃសមត្ថភាពរបស់ពួកគេ-ថ្ម 100Ah អាចផ្តល់ 100 amps ជាបន្តបន្ទាប់។ កោសិកាដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់-ដែលរចនាឡើងសម្រាប់ឧបករណ៍ថាមពល ឬរថយន្តអគ្គិសនីគាំទ្រអត្រាបញ្ចេញពី 3C ទៅ 20C ទោះបីជាសមត្ថភាពនេះមានតម្លៃកើនឡើងក៏ដោយ។

ដង់ស៊ីតេថាមពលជាធម្មតាមានចាប់ពី 90-120 Wh/kg សម្រាប់ LiFePO4 ធៀបនឹង 150-220 Wh/kg សម្រាប់ថ្ម NMC លីចូម-អ៊ីយ៉ុង។ ដង់ស៊ីតេទាបនេះទាមទារបរិមាណរាងកាយ ឬម៉ាសធំជាងសម្រាប់ការផ្ទុកថាមពលសមមូល។ នៅក្នុងកម្មវិធីដែលទម្ងន់ និងលំហមានសារៈសំខាន់-យានអវកាស យានអគ្គិសនីដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់-NMC គីមីវិទ្យាតែងតែឈ្នះ។ កន្លែងដែលសុវត្ថិភាព អាយុកាលវែង និងការចំណាយសំខាន់ជាង LiFePO4 គ្របដណ្តប់។

LiFePO4

ជាធម្មតា អាគុយ LiFePO4 ផ្តល់វដ្តនៃការសាកថ្មពី 3,000 ទៅ 5,000 ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវសមត្ថភាព 80% ដែលមានន័យថា 10-15 ឆ្នាំក្នុងការប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃ-កម្មវិធី។ កោសិកាពិសេសអាចលើសពី 6,500 វដ្ត។ អាយុកាលនៃប្រតិទិនអាចបន្តដល់ 10+ ឆ្នាំ បើទោះបីជាមានការប្រើប្រាស់តិចតួចក៏ដោយ ដោយសារគីមីសាស្ត្រជួបប្រទះការហូរចេញដោយខ្លួនឯងយឺត និងការរិចរិលតិចតួចនៅពេលរក្សាទុកដោយគិតថ្លៃដោយផ្នែក។

ទេ ។ ឧបករណ៍សាកថ្មលីចូមស្តង់ដារ-អ៊ីយ៉ុងកំណត់គោលដៅ 4.2V ក្នុងមួយកោសិកា ខណៈកោសិកា LiFePO4 ត្រូវការវ៉ុលសាកអតិបរមា 3.6V។ ការប្រើឆ្នាំងសាកខុស បណ្តាលឱ្យលើស បង្កើតកំដៅ និងកាត់បន្ថយសមត្ថភាពជាអចិន្ត្រៃយ៍។ ប្រើឆ្នាំងសាកដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ LiFePO4 គីមីវិទ្យា ឬឆ្នាំងសាកដែលអាចកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធបានកំណត់ទៅទម្រង់វ៉ុលត្រឹមត្រូវ។

រចនាសម្ព័ន្ធគីមីរបស់ជាតិដែក phosphate ទប់ទល់នឹងការរលាយកម្ដៅ និងការបញ្ចេញអុកស៊ីហ្សែន ដែលជំរុញឱ្យដំណើរការកម្ដៅនៅក្នុងអាគុយដែលមានមូលដ្ឋានលើ cobalt-។ ចំណង P-O រឹងមាំនៅមានស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ការពារ-ប្រតិកម្មនៃការឆេះដោយខ្លួនឯង ដែលធ្វើឱ្យថ្មលីចូមផ្សេងទៀតមានគ្រោះថ្នាក់នៅពេលដែលខូច ឬឡើងកំដៅខ្លាំង។ កោសិកា LiFePO4 គឺមិនអាចឆេះបានយ៉ាងសំខាន់នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌបរាជ័យធម្មតា។

ថ្ម LiFePO4 ដំណើរការក្នុងសីតុណ្ហភាពពី -4 ដឺក្រេ F ដល់ 140 ដឺក្រេ F ទោះបីជាដំណើរការថយចុះនៅសីតុណ្ហភាពខ្លាំងក៏ដោយ។ ការសាកថ្មក្រោម 32 ដឺក្រេ F អាចបណ្តាលឱ្យខូចខាតជាអចិន្ត្រៃយ៍តាមរយៈបន្ទះលីចូម។ ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្មដែលមានគុណភាពរួមមានធាតុកំដៅទៅថ្មក្តៅ មុនពេលអនុញ្ញាតឱ្យមានចរន្តសាកក្នុងស្ថានភាពត្រជាក់។ សមត្ថភាពបញ្ចេញទឹកនៅតែអាចទទួលយកបានក្នុងអាកាសធាតុត្រជាក់ ទោះបីជាសមត្ថភាពដែលអាចប្រើបានត្រូវបានកាត់បន្ថយជាបណ្ដោះអាសន្នក៏ដោយ។

LiFePO4 តំណាងឱ្យចំណុចនៃភាពចាស់ទុំនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាថ្មដែលអាចសាកបាន-គីមីសាស្ត្រដែលលះបង់ដង់ស៊ីតេថាមពលមួយចំនួន ដើម្បីសម្រេចបាននូវសុវត្ថិភាព ភាពជាប់បានយូរ និងប្រសិទ្ធភាពកាន់តែប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំង-តម្លៃ។ បច្ចេកវិទ្យានេះបានផ្លាស់ប្តូរហួសពីការអនុម័តដំបូងចូលទៅក្នុងការដាក់ពង្រាយចរន្តសំខាន់នៅទូទាំងឧស្សាហកម្មដែលលក្ខណៈទាំងនេះមានសារៈសំខាន់ជាងថាមពលអតិបរមាក្នុងមួយគីឡូក្រាម។

គន្លងទីផ្សារបង្ហាញថាការផ្លាស់ប្តូរនេះនឹងបន្ត។ ដោយសារមាត្រដ្ឋានផលិតកម្ម ការចំណាយធ្លាក់ចុះ។ នៅពេលដែលប៉ាតង់ផុតកំណត់ ក្រុមហ៊ុនកាន់តែច្រើនចូលផលិតកម្ម។ នៅពេលដែលកម្មវិធីបង្ហាញពីដំណើរការដែលអាចទុកចិត្តបានក្នុងរយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ ឬច្រើនទសវត្សរ៍ ទំនុកចិត្តលើបច្ចេកវិទ្យាកើនឡើង។ សម្រាប់នរណាម្នាក់ដែលវាយតម្លៃជម្រើសនៃការផ្ទុកថាមពល-មិនថាការបញ្ចូលថាមពលដល់រថយន្តអគ្គិសនី ការរក្សាទុកថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ ឬជំនួស-អាគុយអាស៊ីតនៅក្នុងឧបករណ៍ដែលមានស្រាប់-LiFePO4 សមនឹងទទួលបានការពិចារណាយ៉ាងម៉ត់ចត់ដោយផ្អែកលើកំណត់ត្រាដែលបានបង្កើតឡើង និងសេដ្ឋកិច្ចគួរឱ្យទាក់ទាញ។