Is é ainm iomlán ceallraí fosfáit iarainn litiam ná ceallraí ian litiam fosfáit iarainn litiam, tá an t-ainm seo ró-fhada, dá ngairtear ceallraí fosfáit iarainn litiam. Toisc go bhfuil a fheidhmíocht oiriúnach go háirithe d'iarratais chumhachta, cuirtear an focal "cumhacht" leis an ainm, is é sin, ceallraí cumhachta fosfáit iarainn litiam. Tugann roinnt daoine "ceallraí cumhachta iarainn litiam (LiFe) air freisin."
Prionsabal oibre
Tagraíonn ceallraí fosfáit iarainn litiam do cheallraí ian litiam ag baint úsáide as fosfáit iarainn litiam mar ábhar leictreoid dhearfach. Is iad príomh-ábhair chatóide cadhnraí litiam-ian cóbalt litiam, manganáit litiam, nicil litiam, ábhair thrínártha, fosfáit iarainn litiam agus mar sin de. Is é cóbaltáit litiam an t-ábhar anóid a úsáidtear i bhformhór na gcadhnraí litiam-ian.
tábhacht
Sa mhargadh trádála miotail, is é cóbalt (Co) an ceann is costasaí agus níl mórán stórála aige, tá nicil (Ni) agus mangainéise (Mn) níos saoire, agus tá níos mó stórála ag iarann (Fe). Tá praghas an ábhair anóid ag teacht le praghas na miotail seo freisin. Dá bhrí sin, ba cheart go mbeadh cadhnraí litiam-ian déanta as ábhair chatóide LiFePO4 go leor saor. Gné eile de ná aon truailliú don chomhshaol.
Mar cheallraí in-athluchtaithe, is iad na ceanglais ná: cumas ard, voltas aschuir ard, dea-fheidhmíocht timthriall muirir-urscaoilte, voltas aschuir cobhsaí, ard-urscaoileadh muirear reatha, cobhsaíocht leictriceimiceach, sábháilteacht in úsáid (ní bheidh ina chúis le dócháin nó pléascadh mar gheall ar oibriú míchuí mar overcharge, overdischarge agus ciorcad gearr), raon teochta oibriúcháin leathan, neamh-tocsaineach nó níos lú tocsaineach, gan aon truailliú don chomhshaol. Tá cadhnraí fosfáit iarainn litiam ag baint úsáide as LiFePO4 mar leictreoid dhearfach go maith sna ceanglais feidhmíochta seo, go háirithe i ráta urscaoilte mór urscaoilte (5 ~ 10C urscaoileadh), voltas urscaoilte cobhsaí, sábháilteacht (gan dócháin, gan aon phléascadh), saol (líon timthriall), agus gan aon truailliú don chomhshaol, is é an chuid is fearr, faoi láthair is fearr ceallraí cumhachta aschuir ard-reatha.
Struchtúr agus prionsabal oibre
Tá LiFePO4, mar leictreoid dhearfach na ceallraí, ceangailte le scragall alúmanaim le leictreoid dhearfach na ceallraí. Sa lár tá scairt polaiméire, a scarann an leictreoid dhearfach ón leictreoid dhiúltach, ach is féidir le hian litiam Li dul tríd agus ní féidir le leictreon r- pas a fháil. Ar dheis tá leictreoid dhiúltach na ceallraí comhdhéanta de charbón (graifít), atá ceangailte le leictreoid dhiúltach na ceallraí le scragall copair. Idir foircinn uachtaracha agus íochtair na ceallraí tá leictrilít na ceallraí, agus tá an ceallraí séalaithe le blaosc miotail.
Nuair a ghearrtar ceallraí LiFePO4, aistríonn an ian litiam Li sa leictreoid dhearfach chuig an leictreoid diúltach tríd an scairt polaiméire; Le linn an phróisis urscaoilte, aistríonn an ian litiam Li sa leictreoid diúltach tríd an scairt go dtí an leictreoid dhearfach. Ainmnítear cadhnraí litiam-ian toisc go n-imíonn iain litiam anonn is anall mar a ghearrtar agus a scaoiltear iad.
Príomhfheidhmíocht
Is é 3.2V voltas ainmniúil na ceallraí LiFePO4, is é 3.6V an voltas muirear foirceanta, agus is é 2.0V an voltas urscaoilte foirceanta. Mar gheall ar cháilíocht agus ar phróiseas difriúil na n-ábhar leictreoid dhearfach agus diúltach agus ábhair leictrilít a úsáideann monaróirí éagsúla, beidh a bhfeidhmíocht beagán difriúil. Mar shampla, an tsamhail chéanna (an pacáiste céanna de cheallraí caighdeánach), tá difríocht mhór ag a chumas ceallraí (10% go 20%).
Ba chóir a thabhairt faoi deara anseo go bhfuil roinnt difríochtaí i bparaiméadar feidhmíochta cadhnraí cumhachta fosfáit iarainn litiam a tháirgtear ag monarchana éagsúla; Ina theannta sin, tá roinnt feidhmíochta ceallraí nach bhfuil san áireamh, mar shampla friotaíocht inmheánach ceallraí, ráta féin-urscaoileadh, muirear agus teocht urscaoileadh.
Tá cumas cadhnraí cumhachta fosfáit iarainn litiam an-difriúil, agus is féidir iad a roinnt ina dtrí chatagóir: deichithe beaga go cúpla milliamps, na mílte milliamps meánmhéide, agus na céadta milliamps móra. Tá roinnt difríochtaí ann freisin ar na paraiméadair chéanna de chineálacha éagsúla cadhnraí.
Tástáil ró-urscaoilte go nialasvoltais:
Rinneadh an tástáil urscaoilte go nialasach ceallraí cumhachta fosfáit iarainn litiam STL18650(11{7}}0mAh). Coinníollacha tástála: Muirear an ceallraí 1100mAh STL18650 le ráta luchtaithe 0.5C, agus ansin é a urscaoileadh le ráta urscaoilte 1.0C go dtí go bhfuil voltas na ceallraí 0C. Ansin roinntear na cadhnraí a chuirtear i 0V ina dhá ghrúpa: stóráiltear grúpa amháin ar feadh 7 lá, stóráiltear an grúpa eile ar feadh 30 lá; Tar éis don stóráil dul in éag, déantar é a líonadh le ráta muirir 0.5C, agus ansin é a urscaoileadh le 1.0C. Ar deireadh, déantar comparáid idir an difríocht idir an dá thréimhse stórála náid voltas.
Is é toradh na tástála ná tar éis 7 lá de stóráil náid voltas, níl aon sceitheadh, feidhmíocht mhaith ag an gceallraí, agus tá an cumas 100%; Tar éis 30 lá stórála, gan aon sceitheadh, feidhmíocht mhaith, cumas 98%; Tar éis 30 lá stórála, déantar an ceallraí a mhuirearú agus a urscaoileadh ar feadh 3 thimthriall eile, agus déantar an cumas a athchóiriú go 100%.
Léiríonn an tástáil seo, fiú má tá an ceallraí fosfáit iarainn litiam urscaoilte (fiú go dtí 0V), agus a stóráil ar feadh tamaill áirithe, ní bheidh an ceallraí sceitheadh agus damáiste. Is gné é seo nach bhfuil cineálacha eile cadhnraí litiam-ian.
Buntáiste
1. Feabhas ar fheidhmíocht sábháilteachta
Tá an banna PO sa chriostail fosfáit iarainn litiam cobhsaí agus deacair a dhianscaoileadh, fiú ag teocht ard nó ró-mhuirearú, ní thitfidh sé agus ní dhéanfaidh sé substaintí ocsaídeacha láidir cosúil le ocsaíd cóbalt litiam a théamh nó a fhoirmiú, agus mar sin tá sábháilteacht mhaith aige. Tuairiscíodh go bhfuarthas cuid bheag den sampla le sruthán i bhfeidhmiú iarbhír an tsnáthaid nó an turgnamh gearrchiorcad, ach ní raibh aon imeacht pléascadh ann, agus d'úsáid an turgnamh overcharge muirear ardvoltais a sháraigh go mór an féin-urscaoileadh. voltas arís agus arís eile, agus fuarthas amach go raibh pléascadh fós ann. Mar sin féin, tá a sábháilteacht ró-mhuirear feabhsaithe go mór i gcomparáid le gnáth-chadhnraí ocsaíd cóbalt litiam leictrilít leachtach.
2. Feabhas a chur ar an saol
Is ceallraí ian litiam é ceallraí fosfáit iarainn litiam a úsáideann fosfáit iarainn litiam mar ábhar leictreoid dhearfach.
Tá saolré timthriall na ceallraí luaidhe-aigéad fad-saoil thart ar 300 uair, agus is é an t-uasmhéid 500 uair, agus tá saolré timthriall níos mó ná 2000 uair ag ceallraí cumhachta fosfáit iarainn litiam, agus an muirear caighdeánach ({{5}). Is féidir ráta }uair an chloig) a úsáid ar feadh 2000 uair. Tá an ceallraí luaidhe-aigéad cáilíochta céanna "leath bhliain nua, leath bhliain d'aois, cothabháil agus cothabháil ar feadh leath bliana eile", ar a mhéad 1 go 1.5 bliana, agus úsáidtear cadhnraí fosfáit iarainn litiam faoi na coinníollacha céanna, an teoiriciúil. beidh an saol a bhaint amach 7 go 8 mbliana. Breithniú foriomlán, tá an cóimheas praghsanna feidhmíochta níos mó ná 4 huaire níos mó ná cadhnraí luaidhe-aigéad go teoiriciúil. Is féidir le urscaoileadh ard reatha a bheith ina mhuirearú agus urscaoileadh tapa 2C ard reatha, faoin charger speisialta, is féidir 1.5C a mhuirearú go hiomlán laistigh de 40 nóiméad, ag tosú reatha suas le 2C, agus níl an fheidhmíocht seo ag cadhnraí luaidhe-aigéad.
3. Dea-fheidhmíocht teocht ard
Is féidir le buaicluach fosfáit iarainn litiam 350 céim -500 céim a bhaint amach, agus níl ach thart ar 200 céim ar mhanganáit litiam agus cóbaltáit litiam. Tá an raon teochta oibriúcháin leathan (-20C-- 75C), agus is féidir le buaic leictreach fosfáit iarainn litiam 350 céim -500 céim a bhaint amach, agus níl ach aigéad mangainéise litiam agus aigéad cóbalt litiam. thart ar 200 céim.
4. Cumas mór
Is minic a oibríonn cadhnraí faoin gcoinníoll go bhfuil siad lán agus nach bhfuil siad scaoilte, agus beidh an cumas níos ísle go tapa ná an luach acmhainne rátáilte, ar a dtugtar an éifeacht chuimhne. Cosúil le hidríd nicil-mhiotail, tá cuimhne ag cadhnraí nicil-caidmiam, agus níl an feiniméan seo ag cadhnraí fosfáit iarainn litiam, is cuma cén stát ina bhfuil an ceallraí, is féidir é a úsáid leis an muirear, gan a chur ar dtús agus ansin a mhuirearú.
6. Meáchan éadrom
Is é méid agus meáchan ceallraí fosfáit iarainn litiam leis an gcumas céanna ná 2/3 den toirt agus 1/3 de mheáchan ceallraí luaidhe-aigéad.
7. Cosaint an Chomhshaoil
Meastar go ginearálta go bhfuil cadhnraí fosfáit iarainn litiam saor ó aon mhiotail throma agus miotail annamh (ní mór miotail annamh a bheith ag cadhnraí hidríde miotail nicil), neamh-tocsaineach (deimhniú SGS), saor ó thruailliú, i gcomhréir le rialacháin RoHS na hEorpa, le haghaidh an glas iomlán. deimhniú ceallraí. Dá bhrí sin, is é an fáth go bhfuil cadhnraí litiam dóchasach ag an tionscal ná cúinsí cosanta comhshaoil den chuid is mó, agus mar sin tá an ceallraí san áireamh sa phlean forbartha ardteicneolaíochta náisiúnta "863" le linn na tréimhse "Deichiú Plean Cúig Bliana", agus tá sé ina phríomhthionscadal náisiúnta chun tacú le forbairt agus é a spreagadh. Le aontachas na Síne chuig an WTO, méadóidh méid onnmhairithe rothair leictreacha na Síne go tapa, agus ceanglaíodh ar rothair leictreacha atá ag dul isteach san Eoraip agus sna Stáit Aontaithe a bheith feistithe le cadhnraí saor ó thruailliú.
Dúirt roinnt saineolaithe, áfach, go dtarlaíonn an truailliú comhshaoil de bharr cadhnraí luaidhe-aigéad go príomha i bpróiseas táirgthe neamhchaighdeánach agus próiseas athchúrsála na bhfiontar. Ar an gcaoi chéanna, baineann cadhnraí litiam leis an tionscal fuinnimh nua go maith, ach ní féidir leis an fhadhb truaillithe miotail throma a sheachaint. Is féidir luaidhe, arsanaic, caidmiam, mearcair, cróimiam, etc i bpróiseáil ábhar miotail a scaoileadh isteach i deannach agus uisce. Is substaint cheimiceach é an ceallraí féin, agus mar sin is féidir dhá chineál truaillithe a tháirgeadh: is é ceann an próiseas truaillithe dramhaíola sa tionscadal táirgthe; Is é an dara ceann an truailliú ceallraí tar éis scrapadh.
Tá a gcuid míbhuntáistí ag cadhnraí fosfáit iarainn litiam freisin: mar shampla droch-fheidhmíocht teocht íseal, dlús creathadh ábhar dearfach beag, tá líon na gcadhnraí fosfáit iarainn litiam den chumas céanna níos mó ná cadhnraí ian litiam mar aigéad cóbalt litiam, mar sin níl sé aige. buntáiste i dtéarmaí micrea-chadhnraí. Nuair a úsáidtear iad i gcadhnraí cumhachta, caithfidh cadhnraí fosfáit iarainn litiam, cosúil le cadhnraí eile, fadhbanna comhsheasmhachta ceallraí a sheasamh.
Easpa
Cibé an bhfuil an cumas ag ábhar forbairt iarratais, chomh maith le díriú ar a buntáistí, is é an rud is tábhachtaí ná an bhfuil lochtanna bunúsacha ag an ábhar.
Anois roghnaíonn an tSín fosfáit iarainn litiam go ginearálta mar ábhar leictreoid dhearfach le haghaidh cadhnraí litiam-ian cumhachta, ón rialtas, tá institiúidí taighde eolaíocha, fiontair agus fiú cuideachtaí urrúis agus anailísithe margaidh eile dóchasach faoin ábhar seo, mar chumhacht forbartha ceallraí litiam-ian. treo. Is iad seo a leanas na cúiseanna go príomha: An chéad, a raibh tionchar ag treo taighde agus forbartha na Stát Aontaithe, ba iad cuideachtaí Valence agus A123 sna Stáit Aontaithe an chéad cheann a d'úsáid fosfáit iarainn litiam mar ábhar leictreoid dhearfach cadhnraí litiam-ian. Ar an dara dul síos, níl aon ullmhúchán baile d'ábhair manganáit litiam le dea-airíonna rothaíochta agus stórála ardteochta le haghaidh cadhnraí litiam-ian cumhachta. Mar sin féin, tá lochtanna bunúsacha ag fosfáit iarainn litiam freisin nach féidir neamhaird a dhéanamh orthu, ar féidir iad a achoimriú mar seo a leanas:
1. Sa phróiseas shintéirithe d'ullmhú fosfáit iarainn litiam, tá an fhéidearthacht ann go laghdófar ocsaíd iarainn go iarann eiliminteach in atmaisféar laghdaithe teocht ard. Is féidir le iarann eiliminteach a bheith ina chúis le micrea-chiorcad gearr den cheallraí agus is é an tsubstaint is tabú sa cheallraí. Is é seo an chúis is mó freisin nach bhfuil an tSeapáin tar éis an t-ábhar seo a úsáid mar ábhar leictreoid dhearfach le haghaidh cadhnraí litiam-ian cumhachta.
2. Tá roinnt lochtanna feidhmíochta ag fosfáit iarainn litiam, mar shampla dlús creathadh agus dlús dhlúthú an-íseal, rud a fhágann go bhfuil dlús fuinnimh íseal cadhnraí litiam-ian. Tá feidhmíocht teocht íseal bocht, níor réitigh fiú sciath nana agus carbóin an fhadhb seo. Dr Don Hillebrand, stiúrthóir ar an Lárionad Córas Stórála Fuinnimh ag Saotharlann Náisiúnta Argonne sna Stáit Aontaithe, nuair a bhí sé ag caint faoi fheidhmíocht teocht íseal cadhnraí fosfáit iarainn litiam, d'úsáid sé uafásach chun cur síos a dhéanamh ar thorthaí tástála cadhnraí ian litiam fosfáit iarainn litiam. nach féidir le cadhnraí fosfáit iarainn litiam ag teochtaí íseal (faoi bhun 0 céim C) feithiclí leictreacha a reáchtáil. Cé go n-éilíonn roinnt déantúsóirí go bhfuil ráta coinneála acmhainne cadhnraí fosfáit iarainn litiam go maith ag teocht íseal, tá sé i gcás reatha urscaoilte beag agus voltas scoite urscaoilte íseal. Sa chás seo, ní bheidh an gléas tosú ag obair ar chor ar bith.
3. Tá costas ullmhúcháin an ábhair agus costas déantúsaíochta na ceallraí níos airde, tá an toradh ceallraí íseal, agus tá an comhsheasmhacht bocht. Feabhsaíonn nanaiméadar agus sciath carbóin fosfáit iarainn litiam feidhmíocht leictriceimiceach an ábhair, ach tugann siad fadhbanna eile freisin, mar shampla dlús fuinnimh laghdaithe, costais shintéiseacha méadaithe, feidhmíocht phróiseála leictreoid bocht agus riachtanais chomhshaoil dian. Cé go bhfuil na heilimintí ceimiceacha Li, Fe agus P i fosfáit iarainn litiam an-saibhir, agus go bhfuil an costas íseal, níl costas táirge fosfáit iarainn litiam ullmhaithe íseal, fiú má bhaintear an costas taighde agus forbartha luath, costas próiseas an beidh ábhar móide an costas ard a bhaineann le hullmhú na ceallraí a dhéanamh go bhfuil an costas stórála fuinnimh aonad deiridh níos airde.
4. Comhsheasmhacht droch-tháirge. Faoi láthair, níl aon mhonarcha ábhar fosfáit iarainn litiam sa tSín chun an fhadhb seo a réiteach. Ó thaobh ullmhúcháin ábhair, is imoibriú ilphase casta é sintéis fosfáit iarainn litiam, le fosfáit chéim soladach, ocsaíd iarainn agus salann litiam, móide réamhtheachtaí carbóin agus céim gáis a laghdú. Sa phróiseas imoibrithe casta seo, tá sé deacair comhsheasmhacht an imoibrithe a chinntiú.
5. Saincheisteanna maoine intleachtúla. Faoi láthair, tá an phaitinn bhunúsach le haghaidh fosfáit iarainn litiam faoi úinéireacht Ollscoil Texas, agus cuireann Ceanadach an phaitinn sciath carbóin i bhfeidhm. Ní féidir an dá phaitinn bhunúsacha seo a sheachbhóthar, má ríomhtar costas ríchíosa, déanfar costas an táirge a mhéadú tuilleadh.
Ina theannta sin, ó thaithí taighde agus forbartha agus táirgeadh cadhnraí litiam-ian, is é an tSeapáin an chéad tír chun cadhnraí litiam-ian a thráchtálú, agus tá an margadh ceallraí litiam-ian ard-deireadh i gcónaí i seilbh aige. Cé go bhfuil na Stáit Aontaithe i gceannas ar roinnt taighde bunúsach, níl monaróir mór ceallraí litiam-ian aige go dtí seo. Dá bhrí sin, tá sé níos réasúnta don tSeapáin manganáit litiam modhnaithe a roghnú mar ábhar leictreoid dhearfach le haghaidh cadhnraí litiam-ian dinimiciúil. Fiú amháin sna Stáit Aontaithe, tá úsáid fosfáit iarainn litiam agus manganáit litiam mar mhonaróirí ábhar catóide ceallraí litiam-ian cumhachta roinnte go cothrom, agus tá an rialtas cónaidhme ag tacú le forbairt an dá chóras freisin. I bhfianaise na bhfadhbanna thuas atá ann i bhfosfáit iarainn litiam, tá sé deacair a úsáid go forleathan mar ábhar leictreoid dhearfach le haghaidh cadhnraí litiam-ian cumhachta i réimsí cosúil le feithiclí nua fuinnimh. Más féidir linn an fhadhb a bhaineann le droch-fheidhmíocht rothaíochta agus stórála ardteochta de mhanganáit litiam a réiteach, lena buntáistí a bhaineann le feidhmíocht ísealchostas agus ardráta, beidh cumas mór aige maidir le cadhnraí litiam-ian dinimiciúil a chur i bhfeidhm.
