छह आम लिथियम बैटरियों के लक्षण और पैरामीटर की त्वरित समझ (5/6)

1996 में, टेक्सास विश्वविद्यालय ने पाया कि फास्फेट का उपयोग रिचार्जेबल लिथियम बैटरी के लिए कैथोड सामग्री के रूप में किया जा सकता है। लिथियम फॉस्फेट में अच्छे विद्युत गुण और कम प्रतिरोध होता है। यह नैनोमीटर फॉस्फेट कैथोड सामग्री द्वारा प्राप्त किया जाता है। मुख्य लाभ उच्च श्रेणीबद्ध वर्तमान और लंबे चक्र जीवन, अच्छा थर्मल स्थिरता, बढ़ी हुई सुरक्षा और दुरुपयोग के प्रति सहिष्णुता हैं।

यदि लंबे समय तक उच्च वोल्टेज पर रखा जाता है, तो लिथियम फॉस्फेट सभी चार्जिंग स्थितियों के लिए अधिक सहिष्णु होता है और अन्य लिथियम आयन सिस्टम की तुलना में कम तनाव होता है। नुकसान यह है कि 3.2V बैटरी का निचला नाममात्र वोल्टेज कोबाल्ट-डोपेड लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में विशिष्ट ऊर्जा को कम करता है। अधिकांश बैटरियों के लिए, कम तापमान प्रदर्शन को कम करता है, और उच्च भंडारण तापमान लिथियम फास्फेट सहित सेवा जीवन को छोटा करता है। लिथियम फॉस्फेट में अन्य लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में अधिक स्व-निर्वहन होता है, जिससे उम्र बढ़ने और संतुलन की समस्या हो सकती है। यद्यपि उच्च गुणवत्ता वाली बैटरी या उन्नत बैटरी प्रबंधन प्रणालियों का उपयोग करके इसकी भरपाई की जा सकती है, लेकिन दोनों तरीकों से बैटरी पैक की लागत में वृद्धि होती है। बैटरी जीवन विनिर्माण प्रक्रिया में अशुद्धियों के लिए बहुत संवेदनशील है और पानी के डोपिंग का सामना नहीं कर सकता है। पानी की अशुद्धियों के अस्तित्व के कारण, कुछ बैटरियों का जीवनकाल केवल 50 चक्र होता है। चित्रा 9 लिथियम फॉस्फेट के गुणों को संक्षेप में प्रस्तुत करता है।

लीड-एसिड स्टार्टर बैटरी को बदलने के लिए आमतौर पर लिथियम फॉस्फेट का उपयोग किया जाता है। चार श्रृंखला बैटरी 12.80V का उत्पादन करती हैं, जो छह 2V लीड-एसिड बैटरी के समान है। वाहन लीड एसिड को 14.40V (2.40V / बैटरी) पर ले जाता है और फ्लोटिंग चार्ज स्थिति को बनाए रखता है। फ्लोटिंग चार्ज को पूर्ण चार्ज स्तर बनाए रखने और लीड-एसिड बैटरी के सल्फेशन को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

श्रृंखला में चार लिथियम फॉस्फेट बैटरी को जोड़ने से, प्रत्येक बैटरी का वोल्टेज 3.60 वी है, जो सही पूर्ण चार्ज वोल्टेज है। इस बिंदु पर, चार्ज काट दिया जाना चाहिए, लेकिन ड्राइविंग करते समय चार्ज करना जारी रखें। लिथियम फॉस्फेट कुछ ओवरचार्जिंग को सहन करता है; हालाँकि, लिथियम फॉस्फेट बैटरी के यांत्रिक तनाव में वृद्धि हो सकती है क्योंकि अधिकांश वाहन लंबे सफर के दौरान लंबे समय तक 14.40V का वोल्टेज बनाए रखते हैं। समय हमें बताएगा कि लीड-एसिड बैटरी के विकल्प के रूप में लिथियम फॉस्फेट कब तक ओवरचार्जिंग का सामना कर सकता है। कम तापमान लिथियम आयनों के प्रदर्शन को भी कम करता है, जो चरम मामलों में स्टार्टअप की क्षमता को प्रभावित कर सकता है।

चित्र 9: विशिष्ट लिथियम फॉस्फेट बैटरी का स्पाइडर आरेख।

लिथियम फॉस्फेट में अच्छी सुरक्षा और लंबे जीवन, मध्यम विशिष्ट ऊर्जा और बढ़ी हुई आत्म-मुक्ति की क्षमता है।

कैडेक्स द्वारा प्रदान किया गया

सारांश तालिका

लिथियम आयरन फॉस्फेट: LiFePO4 कैथोड, ग्रेफाइट एनोड

संक्षिप्तिकरण: LFP या लिथियम फॉस्फेट, 1996 में शुरू हुआ

वोल्टेज 3.20, नाममात्र मूल्य 3.30 वी; विशिष्ट ऑपरेटिंग रेंज 2.5-3.65 वी

विशिष्ट ऊर्जा (क्षमता) 90-120 Wh / kg

चार्ज (सी दर) 1 सी ठेठ, 3.65 वी के लिए चार्ज; ठेठ 3-घंटे चार्ज समय

डिस्चार्ज (सी दर) 1 सी, 25 सी कुछ कोर पर संभव है; 40 ए पल्स (2 एस); 2.50V कट-ऑफ (2V से कम की क्षति)

साइकिल जीवन 1000-2000 (निर्वहन गहराई और तापमान पर निर्भर)

थर्मल भगोड़ा 270 सी (518 एफ) बैटरी बिजली से भरा होने पर भी बहुत सुरक्षित है।

पोर्टेबल और निश्चित अनुप्रयोगों के लिए आवेदन परिदृश्यों में उच्च भार वर्तमान और स्थायित्व की आवश्यकता होती है

नोट: बहुत फ्लैट वोल्टेज निर्वहन वक्र लेकिन कम क्षमता। सबसे सुरक्षित

लिथियम आयनों में से एक। विशेष बाजारों के लिए। उच्च आत्म-निर्वहन।

तालिका 10: लिथियम आयरन फॉस्फेट के लक्षण