ዛሬ፣ የተለያዩ የኬሚስትሪ አይነቶች ያሏቸው ብዛት ያላቸው ባትሪዎች አሉ። ዛሬ በጣም ተወዳጅ የሆኑት ባትሪዎች ሊቲየም-አዮን ናቸው. ይህ ቡድን የሊቲየም-ብረት-ፎስፌት (ፌሮፎስፌት) ባትሪዎችን ያካትታል. በዚህ ምድብ ውስጥ ያሉት ሁሉም ባትሪዎች በቴክኒካል ዝርዝር ውስጥ በሰፊው ተመሳሳይ ሲሆኑ፣ የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች የራሳቸው ልዩ ባህሪያት አሏቸው፣ እነሱም የሊቲየም-አዮን ቴክኖሎጂን በመጠቀም ከተሰሩ ሌሎች ባትሪዎች የሚለዩ ናቸው።
የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪ የተገኘበት ታሪክ
የLiFePO4 ባትሪ ፈጣሪ በ1996 በቴክሳስ ዩኒቨርሲቲ በሊቲየም-አዮን ባትሪዎች አዲስ የካቶድ ቁሳቁስ ላይ የሰራው ጆን ጉዲኖው ነው። ፕሮፌሰሩ ርካሽ ፣ አነስተኛ መርዛማነት እና ከፍተኛ የሙቀት መረጋጋት ያለው ቁሳቁስ መፍጠር ችለዋል። አዲሱን ካቶድ ከተጠቀመው የባትሪው ድክመቶች መካከል ዝቅተኛ አቅም ነበረው።
የጆን ጉድነዉን ፈጠራ ማንም ፍላጎት አላደረገም፣ነገር ግን እ.ኤ.አ. በ2003 A 123 ሲስተምስ ይህንን ቴክኖሎጂ በጣም ተስፋ ሰጭ በመቁጠር ለመስራት ወሰነ። ብዙ ትላልቅ ኮርፖሬሽኖች በዚህ ቴክኖሎጂ - ሴኮያ ካፒታል፣ ኳልኮምም፣ ሞቶሮላ ኢንቨስተር ሆነዋል።
የLiFePO4 ባትሪዎች ባህሪያት
የፌሮፎስፌት ባትሪው ቮልቴጅ ከሌሎች የሊቲየም-አዮን ቴክኖሎጂ ባትሪዎች ጋር ተመሳሳይ ነው። ደረጃ የተሰጠው የቮልቴጅ መጠን በባትሪው ልኬቶች ላይ የተመሰረተ ነው (መጠን, ቅርፅ). ለባትሪ 18 650 ይህ 3.7 ቮልት ነው፣ ለ 10 440 (ትንሽ ጣቶች) - 3.2፣ ለ 24 330 - 3.6.
ለሁሉም ባትሪዎች ማለት ይቻላል፣ በሚወጣበት ጊዜ ቮልቴጁ ቀስ በቀስ ይቀንሳል። ከልዩ ባህሪያት አንዱ ከ LiFePO4 ባትሪዎች ጋር ሲሰራ የቮልቴጅ መረጋጋት ነው. የኒኬል ቴክኖሎጂን በመጠቀም የተሰሩ ባትሪዎች (ኒኬል-ካድሚየም፣ ኒኬል-ሜታል ሃይድራይድ) የቮልቴጅ ባህሪያቸው ከነዚህ ጋር ተመሳሳይ ነው።
በመጠን ላይ በመመስረት የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪ ሙሉ በሙሉ እስኪወጣ ድረስ ከ3.0 እስከ 3.2 ቮልት ማድረስ ይችላል። ይህ ንብረት በወረዳዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ሲውል ለእነዚህ ባትሪዎች የበለጠ ጥቅሞችን ይሰጣል ፣ ምክንያቱም የቮልቴጅ ቁጥጥርን አስፈላጊነት በተግባር ስለሚያስወግድ።
የሙሉ የመልቀቂያ ቮልቴጅ 2.0 ቮልት ነው፣ ዝቅተኛው የተመዘገበው የማንኛውም የሊቲየም ቴክኖሎጂ ባትሪ የመልቀቂያ ገደብ። እነዚህ ባትሪዎች መሪ ናቸው።የአገልግሎት ህይወት, ይህም ለክፍያ እና ለመልቀቅ ከ 2000 ዑደቶች ጋር እኩል ነው. በኬሚካላዊ መዋቅራቸው ደኅንነት ምክንያት የLiFePO4 ባትሪዎች በባትሪው ላይ ትልቅ ጅረት ሲተገበር ልዩ የተፋጠነ ዴልታ ቪ ዘዴን በመጠቀም ሊሞሉ ይችላሉ።
በርካታ ባትሪዎች ይህን የመሙያ ዘዴ መቋቋም አይችሉም፣ ይህም እንዲሞቃቸው እና እንዲበላሹ ያደርጋል። በሊቲየም-ብረት-ፎስፌት ባትሪዎች ውስጥ, ይህንን ዘዴ መጠቀም የሚቻል ብቻ ሳይሆን የሚመከር ነው. ስለዚህ, እንደዚህ አይነት ባትሪዎችን ለመሙላት ልዩ ባትሪ መሙያዎች አሉ. እርግጥ ነው, እንዲህ ያሉ ባትሪ መሙያዎች ከሌሎች ኬሚስትሪ ጋር ባሉ ባትሪዎች ላይ መጠቀም አይቻልም. እንደ ፎርሙ መጠን፣ በእነዚህ ቻርጀሮች ላይ ያሉት የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች በ15-30 ደቂቃዎች ውስጥ ሙሉ በሙሉ ሊሞሉ ይችላሉ።
በLiFePO4 ባትሪዎች መስክ የቅርብ ጊዜ እድገቶች ለተጠቃሚው ባትሪዎች የተሻሻለ የአሠራር የሙቀት መጠን ይሰጣሉ። የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች መደበኛ የስራ ክልል ከ -20 እስከ +20 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ከሆነ, የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች ከ -30 እስከ +55 ባለው ክልል ውስጥ በትክክል ሊሰሩ ይችላሉ. ከተገለፀው በላይ ወይም በታች በሆነ የሙቀት መጠን ባትሪ መሙላት ወይም መልቀቅ ባትሪውን በእጅጉ ይጎዳል።
የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች በእርጅና ተጽእኖ ከሌሎች የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በጣም ያነሰ ናቸው። እርጅና በጊዜ ሂደት ተፈጥሯዊ የአቅም ማጣት ነው, ይህም ባትሪ ጥቅም ላይ ከዋለ ወይም ከጥቅም ውጭ ነውመደርደሪያው ላይ ነው. በንፅፅር ሁሉም የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በየአመቱ 10% ያህል አቅም ያጣሉ. የሊቲየም ብረት ፎስፌት የሚያጣው 1.5% ብቻ ነው።
የእነዚህ ባትሪዎች መውደቅ ዝቅተኛው አቅም ሲሆን ይህም ከሌሎች ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በ14% ያነሰ (ወይም ከዚያ በላይ) ነው።
Ferrophosphate የባትሪ ደህንነት
ይህ አይነት ባትሪዎች ካሉት የባትሪ አይነቶች መካከል በጣም አስተማማኝ ከሆኑት እንደ አንዱ ነው የሚወሰደው። LiFePO4 ሊቲየም ፎስፌት ባትሪዎች በጣም የተረጋጋ ኬሚስትሪ አላቸው፣ እና በሚወጡበት ጊዜ ከባድ ሸክሞችን በደንብ መቋቋም ይችላሉ (በአነስተኛ የመቋቋም አቅም) እና ኃይል መሙላት (ባትሪውን በከፍተኛ ሞገድ ሲሞሉ)።
ፎስፌትስ በኬሚካላዊ ደህንነቱ የተጠበቀ በመሆናቸው እነዚህ ባትሪዎች ሀብታቸውን ካጠናቀቁ በኋላ በቀላሉ ለማስወገድ ቀላል ናቸው። ብዙ አደገኛ ኬሚስትሪ ያላቸው ባትሪዎች (እንደ ሊቲየም-ኮባልት) የአካባቢ ጉዳታቸውን ለማስወገድ ተጨማሪ የመልሶ ጥቅም ላይ መዋል አለባቸው።
የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎችን በመሙላት ላይ
ኢንቨስተሮች በፌሮፎስፌት ኬሚስትሪ ለንግድ ፍላጎት ካላቸው ምክንያቶች አንዱ በመረጋጋቱ የተነሳ በፍጥነት ክፍያ የመጠየቅ ችሎታ ነው። የLiFePO4 ባትሪዎችን የማጓጓዣ ድርጅት ከተለቀቀ በኋላ ወዲያውኑ በፍጥነት ሊሞሉ የሚችሉ ባትሪዎች ሆነው ተቀምጠዋል።
ለዚህ ዓላማ ልዩ ቻርጀሮች ተዘጋጅተዋል። ቀደም ሲል እንደተገለፀው እንደነዚህ ያሉት ባትሪ መሙያዎች በሌሎች ባትሪዎች ላይ ሊጠቀሙበት አይችሉም, ይህም ከመጠን በላይ እንዲሞቁ ስለሚያደርግ እና ከፍተኛ ጉዳት ስለሚያስከትል.እነሱን።
የእነዚህ ባትሪዎች ልዩ ቻርጀር በ12-15 ደቂቃ ውስጥ መሙላት ይችላል። የፌሮፎስፌት ባትሪዎች በተለመደው ባትሪ መሙያዎች ሊሞሉም ይችላሉ. ከሁለቱም የኃይል መሙያ ሁነታዎች ጋር የተጣመሩ የኃይል መሙያ አማራጮችም አሉ. በጣም ጥሩው አማራጭ፣ እርግጥ የኃይል መሙያ ሂደቱን ለመቆጣጠር ስማርት ቻርጀሮችን መጠቀም ነው።
ሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪ መሳሪያ
የሊቲየም-ብረት-ፎስፌት LiFePO4 ባትሪ ከኬሚካል ቴክኖሎጂ አቻዎቹ ጋር ሲወዳደር በውስጣዊ መዋቅር ውስጥ ምንም ልዩ ባህሪ የለውም። አንድ አካል ብቻ ለውጥ ታይቷል - ከብረት ፎስፌት የተሰራ ካቶድ. የአኖድ ቁሳቁስ ሊቲየም ነው (ሁሉም የሊቲየም አዮን ባትሪዎች ሊቲየም አኖድ አላቸው)።
የማንኛውም ባትሪ አሠራር በኬሚካላዊ ምላሽ መቀልበስ ላይ የተመሰረተ ነው። አለበለዚያ በባትሪው ውስጥ የሚከሰቱ ሂደቶች ኦክሳይድ እና ቅነሳ ሂደቶች ይባላሉ. ማንኛውም ባትሪ ኤሌክትሮዶችን ያካትታል - ካቶድ (መቀነስ) እና አኖድ (ፕላስ)። እንዲሁም በማንኛውም ባትሪ ውስጥ መለያያ አለ - በልዩ ፈሳሽ የተከተፈ ቀዳዳ ያለው ነገር - ኤሌክትሮላይት።
ባትሪው ሲወጣ ሊቲየም ions በሴፔራተሩ በኩል ከካቶድ ወደ አኖድ ይንቀሳቀሳሉ፣ ይህም የተጠራቀመውን ክፍያ (oxidation) ይሰጣል። ባትሪ ሲሞላ ሊቲየም አየኖች ከአኖድ ወደ ካቶድ በተቃራኒ አቅጣጫ ይንቀሳቀሳሉ፣ ክፍያ (ማገገም)።
የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች
በዚህ ኬሚስትሪ ላይ ያሉ ሁሉም አይነት ባትሪዎች በአራት ምድቦች ሊከፈሉ ይችላሉ፡
- ሙሉባትሪ።
- ትላልቆቹ ህዋሶች በትይዩ ቧንቧዎች መልክ።
- ትናንሽ ህዋሶች በትይዩ (prisms - LiFePO4 ባትሪዎች በ3.2 ቪ)።
- የትናንሽ ሳንቲም ሴሎች (ጥቅሎች)።
- ሲሊንደሪካል ባትሪዎች።
የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች እና ህዋሶች ከ12 እስከ 60 ቮልት የተለያየ የስም ቮልቴጅ ሊኖራቸው ይችላል። ከባህላዊ የሊድ-አሲድ ባትሪዎች በብዙ መንገዶች ይበልጣሉ፡ የዑደቱ ጊዜ በጣም ከፍ ያለ ነው፣ ክብደቱ ብዙ እጥፍ ያነሰ ነው እና ብዙ ጊዜ በፍጥነት ይሞላሉ።
በዚህ ኬሚስትሪ ውስጥሲሊንደሪካል ባትሪዎች በተናጥል እና በሰንሰለት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ። የእነዚህ የሲሊንደሪክ ባትሪዎች ልኬቶች በጣም የተለያዩ ናቸው፡ ከ14,500 (የጣት አይነት) እስከ 32,650።
ሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች
የፌሮፎስፌት ባትሪዎች የብስክሌት እና የኤሌክትሪክ ዑደት ልዩ ትኩረት ሊሰጣቸው ይገባል። አዲስ የብረት-ፎስፌት ካቶድ መፈልሰፍ, በዚህ ኬሚስትሪ ላይ ከተመሠረቱ ሌሎች የባትሪ ዓይነቶች ጋር, ልዩ ባትሪዎች ወጡ, ይህም በተሻሻሉ ባህሪያት እና ቀላል ክብደታቸው ምክንያት, በተለመደው ብስክሌቶች ላይ እንኳን ሳይቀር መጠቀም ይቻላል. እንደነዚህ ያሉት ባትሪዎች ብስክሌቶቻቸውን በሚያሳድጉ አድናቂዎች መካከል ወዲያውኑ ተወዳጅነትን አግኝተዋል።
የሊቲየም ብረት ፎስፌት ባትሪዎች ለብዙ ሰዓታት ግድየለሾች ብስክሌት መስጠት ይችላሉ ፣ይህም ለውስጣዊ ማቃጠያ ሞተሮች ብቁ ውድድር ነው ፣ይህም ቀደም ባሉት ጊዜያት በብስክሌቶች ላይ ተጭነዋል። አብዛኛውን ጊዜ ለመረጃዓላማዎች፣ 48v LiFePO4 ባትሪዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ነገር ግን ባትሪዎችን ለ25፣ 36 እና 60 ቮልት መግዛት ይቻላል።
የፌሮፎስፌት ባትሪዎች መተግበሪያ
በዚህ ኬሚስትሪ ውስጥ የባትሪዎች ሚና ያለ አስተያየት ግልጽ ነው። ፕሪዝም ለተለያዩ ዓላማዎች ጥቅም ላይ ይውላል - LiFePO4 3, 2 v ባትሪዎች. ትላልቅ ህዋሶች ለፀሃይ ሃይል እና ለንፋስ ተርባይኖች እንደ ቋት ሲስተም ንጥረ ነገሮች ሆነው ያገለግላሉ። በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ግንባታ ላይ የፌሮፎስፌት ባትሪዎች በንቃት ጥቅም ላይ ይውላሉ።
ትናንሽ ጠፍጣፋ ባትሪዎች ለስልክ፣ ላፕቶፖች እና ታብሌት ፒሲዎች ያገለግላሉ። ለአየር ሶፍት ጠመንጃዎች፣ ለኤሌክትሮኒካዊ ሲጋራዎች፣ በራዲዮ ቁጥጥር የሚደረግባቸው ሞዴሎች፣ ወዘተ የተለያየ ቅርጽ ያላቸው ሲሊንደሪካል ባትሪዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ።
