Litium ferum polimer batareyaları. A123 LiFePO4 (Li-Fe) litium fosfat batareyaları

Sənayedə aparıcı yükləmə-boşaltma dövrləri, qurğuşun turşusu ilə müqayisədə eyni elektrik performansına nail olmaq üçün yarım tutum, yüksək cərəyanda sürətli şarj və sabit boşalma gərginliyi, avtomatik parametrlərə nəzarət üstünlükləridir. litium dəmir fosfat batareyaları. Şirkət tərəfindən istehsal olunan bu məhsulların geniş çeşidi EEMB, mobil baza stansiyalarının və avtomatik hava stansiyalarının enerji təchizatı sistemlərində, günəş enerjisi sistemlərində, təcili enerji sistemləri, sənaye elektrik ötürücüləri və elektrik nəqliyyatı üçün enerji təchizatı.

Son illərdə mobil enerji mənbələrinin təkmilləşdirilməsi məsələsi həmişəkindən daha aktualdır. Hələ 10-15 il bundan əvvəl o qədər də kəskin deyildi. Ancaq ən yaxşısı yaxşıların düşmənidir və şəhər sakininin hərəkətliliyinin artması ilə, yəni. Masaüstü kompüterdən noutbuka, sadə mobil telefondan smartfona keçidlə mobil enerji mənbələrinə tələbat kəskin şəkildə artıb.

İstehlakçı elektronikasının miniatürləşdirilməsi ilə istehlakçı elektronikası dizaynerləri güc təchizatının həcmini azaltmaqla yanaşı, onların tutumunu artıraraq ümumi tendensiyaya uyğunlaşmalıdırlar. Bununla belə, sual yalnız batareyaların tutumunun deyil, həm də onların doldurulma sürətinin və davamlılığının dəyişdirilməsi ilə əlaqədardır. Axı, batareya şarjı demək olar ki, dərhal bərpa edərsə, cihazın doldurulmadan neçə saat işləyə biləcəyi o qədər də vacib deyil.

Batareyanın tutumu, həmçinin dəfələrlə doldurulma qabiliyyəti də aşağıdakılar üçün vacibdir:

• baxımsız uzunmüddətli istismara yönəldilmiş avtonom qurğular - meteoroloji stansiyalar, hidropostlar, torpaq stansiyaları;
• alternativ enerji sistemləri - günəş və külək generatorları;
• elektrik nəqliyyatı - hibrid avtomobillər, yükləyicilər, elektromobillər.

Demək olar ki, bütün bu hallarda, batareyalar idealdan uzaq şəraitdə işləyir: aşağı temperaturda, suboptimal və ya natamam doldurulma dövrlərində və dərin boşalma ehtimalı yüksəkdir.

Müasir akkumulyatorlar arasında litium xüsusi yer tutur. Litium böyük bir enerji saxlama resursuna malikdir, buna görə də litium-ion batareyalarının günəş elektrik stansiyaları və digər bərpa olunan enerji mənbələri üçün enerji saxlama cihazları kimi istifadəsi qurğuşun-turşu batareyaları və ya digər batareya növləri ilə müqayisədə ən sərfəlidir. Litium ionlarına əsaslanan batareyalar arasında xüsusi yer litium dəmir fosfat batareyaları (LiFePO4) tərəfindən tutur.

LiFePO4 ilk dəfə 1996-cı ildə Texas Universitetinin professoru John Goodenough tərəfindən litium-ion batareyası üçün katod kimi istifadə edilmişdir. Bu material tədqiqatçının marağına səbəb oldu, çünki ənənəvi LiCoO2 ilə müqayisədə o, xeyli aşağı qiymətə malikdir, daha az toksikdir və termal cəhətdən daha sabitdir. Lakin onun dezavantajı onun kiçik tutumudur. Və yalnız 2003-cü ildə şirkət A123 Sistemi Professor Jiang Ye-Ming-in rəhbərliyi altında litium dəmir fosfat batareyaları (LiFePO4) üzərində araşdırmalara başladı.

Litium dəmir fosfat batareyalarının əsas xüsusiyyətləri

Litium dəmir fosfat (LiFePO4) batareyaları, katod kimi dəmir fosfatdan istifadə edən bir növ litium ion batareyasıdır. Mübaliğəsiz, onları enerji batareyası texnologiyasının zirvəsi adlandırmaq olar. Bu tip akkumulyatorlar bəzi parametrlərdə, xüsusən də şarj-boşaltma dövrlərinin sayında bütün digərlərini üstələyir.

Digər litium-ion batareyalardan fərqli olaraq, LiFePO4 batareyaları, nikel kimi, çox sabit boşalma gərginliyinə malikdir. Boşaltma zamanı çıxış gərginliyi batareya tam doldurulana qədər 3,2 V-a yaxın qalır. Bu, dövrələrdə gərginliyin tənzimlənməsinə ehtiyacı xeyli asanlaşdıra və ya hətta aradan qaldıra bilər.

3,2 V sabit çıxış gərginliyinə görə, altı hüceyrəli qurğuşun-turşu akkumulyatorlarının nominal gərginliyinə yaxınlaşan 12,8 V nominal çıxış gərginliyi əldə etmək üçün dörd batareya ardıcıl olaraq birləşdirilə bilər. Bu, litium dəmir fosfat batareyalarının yaxşı təhlükəsizlik xüsusiyyətləri ilə yanaşı, onları avtomobil və günəş enerjisi kimi sənayelərdə qurğuşun turşusu batareyaları üçün yaxşı potensial əvəz edir.

• Təkrar doldurulma / boşalma dövrləri ilə yaddaş effekti ümumiyyətlə yoxdur
• Litium dəmir fosfat batareyaları uzun xidmət müddətinə malikdir (80% boşalma dərinliyində 4600 dövrədən çox).
• Onlar yüksək xüsusi enerji intensivliyinə malikdirlər: enerji sıxlığı 110 Wh/kq-a çatır)
• Onlar geniş temperatur diapazonu (-20 ... 60 ° C) ilə xarakterizə olunur.
• Bu akkumulyatorlar baxımsızdır
• Batareyaları tez doldurmaq mümkündür: 15 dəqiqə ərzində - 50%-ə qədər
• Litium dəmir fosfat batareyalarının etibarlılığı və təhlükəsizliyi beynəlxalq sertifikatlarla təsdiqlənir
• Onlar yüksək səmərəlidir: başlanğıcda 93% 30…90%
• 10 C-ə qədər icazə verilən yüksək axıdma cərəyanı (nominal cərəyandan on dəfə)
• Bu batareyalar ekoloji cəhətdən təmizdir və utilizasiya edildikdə insanlar və ətraf mühit üçün təhlükə yaratmır.
• Qurğuşun batareyalarından fərqli olaraq, litium dəmir fosfat batareyaları eyni tutumla iki dəfə yüngüldür.

Qurğuşun turşusu batareyaları ilə müqayisədə çatışmazlıqlar:

• daha yüksək qiymət;
• xüsusi doldurma-boşaltma nəzarət sxeminə ehtiyac.

Litium dəmir fosfat batareyaları (LiFePO4) enerji intensivliyi baxımından litium polimer batareyalardan bir qədər aşağıdır (Şəkil 1). Lakin güclü tərəflərdən biri materialın sabitliyidir ki, bu da daha çox boşalma / doldurma dövrünə (2000-dən çox) və sürətli doldurulmağa tab gətirə bilən batareyalar yaratmağa imkan verir. Bu xüsusiyyətlərə görə bu akkumulyatorlar elektromobillərdə optimal şəkildə istifadə olunur.

Rusiya bazarında litium ionlarına əsaslanan akkumulyatorların tədarükçüləri arasında şirkət xüsusi yer tutur. EEMB. Elektrik və dizayn parametrləri ilə bir-birindən fərqlənən bir neçə qrup litium-dəmir fosfat batareyaları istehsal edir (Şəkil 2):

• modul batareya sistemləri;
• telekommunikasiya cihazları üçün akkumulyatorlar;
• "ağıllı ev" üçün enerji mənbələri;
• elektrik avtomobilləri üçün dartma batareyaları.

a) modul batareya sistemləri	b) telekommunikasiya avadanlığı üçün akkumulyatorlar	c) sistemlər üçün batareyalar təcili elektrik təchizatı və avtonom enerji təchizatı sistemləri	d) dartma batareyaları elektrik nəqliyyatı

Litium dəmir fosfat batareyaları boşaldıqda, hüceyrə tamamilə boşalana qədər çox sabit bir çıxış gərginliyinə malikdir. Sonra gərginlik kəskin şəkildə azalır.

Şəkil 3 normal temperatur şəraitində müxtəlif axıdma cərəyanlarında (0,2 ... 2C) götürülən batareyanın boşalma əyrilərini göstərir. Qrafikdən göründüyü kimi, litium dəmir fosfat batareyasının bir xüsusiyyəti, boşalma cərəyanının böyüklüyündən tutumun zəif asılılığıdır. Aşağı cərəyanla (0,2C) boşaldıqda və artan cərəyanla (2C) boşaldıqda batareyanın tutumu praktiki olaraq dəyişmir və 10 Ah-a (göstərilən batareyanın nominal gücü) bərabər qalır.

Hüceyrənin 2,0 V-dən az bir səviyyəyə axıdılmasına icazə verməmək çox vacibdir, əks halda nominal gücün kəskin itkisinə səbəb olacaq geri dönməz proseslər baş verəcəkdir. Bunun üçün boşalma tənzimləyicisi istifadə olunur. EEMB qoruma sxemi olan və ya olmayan batareyalar istehsal edir. Boşaltma və həddindən artıq yükləmə gərginliyinə qarşı qorunma dövrəsinin olması adda sonunda PCM abbreviaturası ilə kodlanır, məsələn, LP385590F-PCM.

"Yardım-boşaltma" dövrlərinin sayının boşalma cərəyanının böyüklüyündən və boşalmanın dərinliyindən asılılığını nəzərdən keçirin. Şəkil 4 eksperimental məlumatları göstərir. Onlardan görünə bilər ki, tam boşalma ilə batareya tutumunda 20% itki ən azı 2000 (boşaltma cərəyanı 1C) bir sıra dövrlərlə baş verir. Boşaltma dərinliyi hər dövrədə 80% səviyyəsi ilə məhdudlaşırsa, təxminən 1500 belə dövr ərzində akkumulyatorun tutumunda ilkin dəyərdən (boşaltma cərəyanı 0,5C) praktiki olaraq heç bir azalma müşahidə edilməmişdir.

Ən son nəsil EEMB litium-dəmir fosfat batareyaları, mövcud qurğuşun turşulu akkumulyatorlardan fərqli olaraq, tez-tez dəyişdirilmə və texniki qulluq tələb etmir. Bir qayda olaraq, litium-dəmir fosfat batareyası 2000-dən çox yükləmə-boşaltma dövrünə tab gətirə bilən, xroniki doldurulma rejimlərinə tamamilə həssas olmayan müasir bir batareyadır. Əksər hallarda, onun daxili batareya idarəetmə sisteminə (Batareya İdarəetmə Sistemi) malikdir. Şarj pilləsiz sabit gərginlik və sabit cərəyanla həyata keçirilir.

Cədvəl 1 EEMB tək hüceyrəli litium dəmir fosfat batareyalarının əsas parametrlərini göstərir. Bu tip batareyaların nominal gücü 600 ... 36000 mAh (çəki - müvafiq olaraq 15 ... 900 qram) aralığındadır. Tək hüceyrəli Li-FePO4 batareyaları ən çox özü ilə işləyən cihazlarda istifadə olunur. Bu batareyalar 10C-ə qədər yüksək cərəyan boşalmasına imkan verir. 1C cərəyanla 2000 şarj-boşaltma dövründən sonra qalıq tutum təxminən 80% təşkil edir.

Cədvəl 1. EEMB Tək Hüceyrəli LiFePO4 Batareyaları

Parametrləri Cədvəl 2-də verilmiş artan tutumlu fərdi hüceyrələri olan modul sistemlərdən istifadə edərək, tələb olunan tutum və çıxış gərginliyinin batareya paketini yığmaq mümkündür.

Cədvəl 2. Li-FePO4 modul sistemlərinin əsas parametrləri

Modul sistemlər həmçinin yüksək enerji boşalmasına imkan verən və bir çox nəzarət və mühafizə funksiyalarına malik olan enerji idarəetmə sistemi (BMS) ilə təchiz edilmişdir. İnteqrasiya edilmiş monitorinq sisteminə malik modullar bütün sistem və ətraf mühit üçün yüksək səviyyədə təhlükəsizlik təmin edir. Tövsiyə olunan tətbiqlər:

• qəza və fasiləsiz enerji təchizatı sistemləri;
• baza stansiyaları.

Telekommunikasiya enerji sistemləri akkumulyatorların kiçik ölçülü, yüngül çəkisi, çoxlu təkrar doldurma dövriyyəsi, yüksək xüsusi tutum, geniş iş temperaturu diapazonu və texniki xidmətin asanlığını tələb edir. Litium dəmir fosfat batareyaları bu tələblərə kifayət qədər cavab verir. Cədvəl 3 telekommunikasiya sistemləri üçün EEMB batareyalarının əsas parametrlərini göstərir.

Cədvəl 3. Telekommunikasiya enerji sistemləri üçün batareyalar

Nomenklatura girişinin nümunəsi: 4P5S - dörd paralel bağlı birləşmə (hər bir montaj ardıcıl olaraq bağlanmış beş batareyadan ibarətdir), P - Paralel, paralel əlaqə, S - Serial, serial əlaqə.

Bu batareyalar əsasən aşağıdakılarda istifadə olunur:

• DC enerji sistemləri;
• fasiləsiz enerji təchizatı (UPS);
• yüksək gərginlikli DC enerji sistemləri (240/336 V).

Fasiləsiz enerji təchizatı üçün təkrar doldurulan batareyaların və "ağıllı ev" (UPS / UPS) sistemlərinin xüsusiyyətləri Cədvəl 4-də, görünüşü isə Şəkil 3c-də göstərilmişdir.

Cədvəl 4. Ağıllı Ev UPS Batareyaları

EEMB Super Energy SLM Lithium Dəmir Fosfat batareyaları adi qurğuşun-turşu və gel akkumulyatorlarını tamamilə əvəz edir. Onlar qurğuşun-turşu akkumulyatorları və onların ekvivalentlərindən baxım tələb etmir, 80% daha yüngül və beş dəfə daha davamlıdır.

Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün dartma batareyaları elektrik nəqliyyat vasitələrinə quraşdırmaq üçün təkrar doldurulan batareyadır. Elektrikli avtomobil akkumulyatorlarının əsas xüsusiyyətləri yüngül çəki, yığcam ölçü və yüksək enerji tutumudur ki, bu da elektrikli avtomobilin özünün çəkisini azaldır və sürətli enerji doldurmağa imkan verir.

EEMB müxtəlif kateqoriyalı elektrik avtomobilləri üçün bir sıra akkumulyatorlar təklif edir (cədvəl 5, 6).

Golf avtomobillərində istifadə olunan litium-dəmir fosfat batareyalarının və GOLF CART seriyasının oxşar akkumulyatorlarının əsas parametrləri Cədvəl 5-də göstərilmişdir. Bu batareyalar hüceyrələrin paralel və ardıcıl qoşulmasına imkan verir, beləliklə siz batareyanın nominal tutumunu və gərginliyini asanlıqla dəyişə bilərsiniz. .

Cədvəl 5. GOLF CART batareyalarının parametrləri

Elektrikli velosipedlər üçün (E-bike seriyası) Li-FePO4 batareyalarının parametrləri Cədvəl 6-da göstərilmişdir.

Cədvəl 6. E-velosiped seriyası batareya parametrləri

Sifariş çərçivəsində müştərinin tələblərinə uyğun olaraq digər variantlar da edilə bilər. Bu batareyalar seriyası tək hüceyrələrin ardıcıl və ya paralel seriyalı birləşdirildiyi montajlarda da mövcuddur. Bu seriyanın bir montaj elementinin ümumi ölçüləri 9,1x67,5x222 mm-dir.

Cədvəl 7 elektrik skuterləri və elektrik alətləri üçün litium-dəmir fosfat batareyalarının parametrlərini göstərir. Elektron skuter seriyalı akkumulyatorlar kiçik ölçülüdür, yüksək icazə verilən boşalma cərəyanına, uzun xidmət müddətinə, yüksək enerji sıxlığına, yaddaş effektinə malik deyildir ki, bu da bu akkumulyatorları elektrik mühərriklərini avtonom şəkildə gücləndirmək lazım olan uyğun gücə malik cihazlarda populyar edir.

Cədvəl 7. Elektron skuter seriyasının batareya parametrləri

Cədvəl 8-də E-motosiklet seriyalı elektrikli skuterlər üçün litium-dəmir fosfat batareyalarının parametrləri göstərilir. Bu seriyanın bütün batareyalarının nominal gərginliyi 48 V-dir. Minimum nominal tutum 4 kq çəki ilə 9 Ah-dir. Maksimum tutum dəyəri 40 kq çəki ilə 90 Ah-dir. Bir elementin ölçüləri 7,5x67x220 mm-dir.

Cədvəl 8. Elektron motosiklet seriyası akkumulyatorlarının parametrləri

LiFePO4 batareyalarının müqayisəli xüsusiyyətləri

Daimi velosiped rejimlərində olan kiçik enerji obyektlərində, litium-dəmir fosfat batareyaları, dərin boşalma ehtimalı və çoxlu sayda doldurma-boşaltma dövrləri səbəbindən obyektə xidmət göstərməkdə nəzərəçarpacaq üstünlüklər təmin edir.

Batareya modulları həddindən artıq gərginlikdən, aşağı yükdən, yüksək cərəyanlardan qorunur. Onlar qurğuşun-turşu batareyaları ilə işləyən çeviricilər və şarj cihazları da daxil olmaqla bütün cihazlara uyğun gəlir. Əvvəlcə litium dəmir fosfat batareyalarının qiyməti olduqca yüksək görünür. Bununla birlikdə, velosiped rejimində işləmək üçün akkumulyatorun tutumunu hesablayarkən məlum olur ki, LiFePO4 batareyalarından istifadə edildikdə, qurğuşun-turşu akkumulyatorlarından (qurğuşun daxil olmaqla) təxminən 2 ... 2,5 dəfə az tutumlu bir batareya kifayətdir. helium). Bu, litium-dəmir-fosfat batareyalarının qurğuşun-turşu batareyalarından daha yüksək cərəyanlarla doldurulmasına imkan verməsi səbəbindən mümkündür (qurğuşun-turşu batareyaları üçün tipik olan 0,1 ... 0,2C-yə qarşı 1C). Nəticədə, məsələn, massivin eyni çıxış cərəyanı və tələb olunan doldurma müddəti ilə bir sıra günəş panelləri qurğuşun turşusu, litium-dəmir fosfat batareyasından daha az tutumlu bir batareyaya yüklənə bilər. Boşaltma üzrə aşağı tutum daha sürətli doldurma dövrləri ilə kompensasiya ediləcək, xüsusən də yükləmə-boşaltma dövrləri üçün resurs orta hesabla daha böyük bir miqyasda olduğundan. Buna əlavə olaraq, doldurma dövrləri zamanı tutumun daha yavaş azalması da var.

Məsələni nəzərdən keçirək.Əgər əvvəllər velosiped rejimində qurğuşun turşusu AGM / GEL 150 Ah akkumulyatorundan istifadə etmişiksə, onda 60 Ah tutumlu LiFePO4 batareyası onu performansını itirmədən əvəz etmək üçün kifayət edəcəkdir.1-dən 2,5-ə qədər düzgün hesablama ilə qiymət LiFePO4 akkumulyatoru qurğuşun-turşu batareyalarından cəmi 25…35% çoxdur. Eyni zamanda, litium-dəmir-fosfat batareyaları, qurğuşun-turşu batareyaları ilə müqayisədə orta hesabla daha yaxşı performans xüsusiyyətlərinə sahib olacaqdır.

Eyni axıdma cərəyanlarında yığılma və sonrakı boşalma rejimində litium dəmir fosfat batareyaları 2,5 dəfə tutum üstünlüyü təmin edə bilər, bunu nümunə ilə göstərmək asandır.

Bir qayda olaraq, batareyanın tutumu əsas enerjinin olma ehtimalı və yükün enerji istehlakı əsasında seçilir.

Məsələn, 2 kVt yükü 1 saat ərzində gücləndirmək lazımdırsa, buna uyğun olaraq ən azı 2 kVt-saat enerji ehtiyatına ehtiyacımız var.Bu sistemin tsiklik rejimdə 6 aydan çox normal işləməsi lazımdır. (gündüz şarj edin, axşam - dərəcə). Çıxış gərginliyi 48 V olan bir batareya və ya batareyalar dəsti üçün tələb olunan dizayn gücü təxminən 42 Ah olacaq.Boşaltma cərəyanı təxminən 1C (42 A) olacaqdır. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, bizim nümunəmizdə boşalma sabit bir cərəyan kimi deyil, sabit bir güc kimi qəbul edilməlidir, halbuki batareya boşaldıqda boşalma cərəyanı artacaqdır. Sabit güclə (2 kVt) boşalma rejimində qurğuşun-turşu batareyası (48 V / 40 Ah) 30 dəqiqədən çox işləyə bilməz (dərin boşalma ilə - 40,8 V-a qədər).

Qurğuşun-turşu akkumulyatorunda yükün bir saat ərzində inamla işləməsi üçün onun tutumu ilkin hesablanmışdan təxminən iki dəfə - təxminən 85 Ah olacaq.Digər tərəfdən, 1C və ya daha yüksək cərəyanla dəmir-fosfat batareyasının boşaldılması. tutumunun əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olmur - nominal səviyyədə qalır (Şəkil 3). Buradan görmək olar ki, iki növ batareyanın tutumunda iki dəfə fərqə nail olmaq olar. Həm də nəzərə almaq lazımdır ki, qurğuşun-turşu akkumulyatoru velosiped rejimində işlədildikdə, onun tutumu artıq 150 ... 200 doldurma-boşaltma dövründə 20% azalacaq, buna görə də bunu kompensasiya etmək üçün siz ilkin olaraq tutumu 20% daha yüksək olan akkumulyator seçməlidir Məlum olub ki, iki növ akkumulyator arasında qurğuşun-turşu akkumulyatorunun tutumu 102 Ah olan ilk 6 ay ərzində ilk 6 ay ərzində qarşıya qoyulmuş tapşırığın şərtləri yerinə yetiriləcək.

Litium-dəmir fosfat batareyaları güclü şarj cərəyanını asanlıqla qəbul edir. Buna görə də, onları üç dəfə daha güclü (qurğuşun-turşu akkumulyatorlarına nisbətən) günəş batareyaları sırası ilə yükləməklə siz onları qısa müddətdə 2 ... 4 saata bərabər doldura bilərsiniz. Dərin boşalmaya və xroniki doldurulmaya həssaslığı nəzərə alaraq, bu batareyalar qışda əvəzolunmazdır, xüsusən də litium-dəmir fosfat batareyalarının 95% (qurğuşun-turşu akkumulyatorları üçün 80% əvəzinə) daha yüksək effektivliyə malik olduğunu nəzərə alsaq və bu o deməkdir ki, buludlu və yağışlı havalarda bu batareyalar daha tez doldurulur (cədvəl 9).

Cədvəl 9. Litium dəmir fosfat və qurğuşun turşusu batareyalarının müqayisəsi

Nəticə

Velosiped rejimlərində litium-dəmir-fosfat batareyalarının istifadəsi daha sərfəlidir, çünki qurğuşun-turşu batareyalarından təxminən iki dəfə az tutum enerji və əməliyyat parametrlərinə nail olmaq üçün kifayətdir. Eyni dərəcədə qiymətli olanlar az yüklənməyə qarşı həssaslıq, artan səmərəlilik və yüksək cərəyanlarla sürətlənmiş şarjdır.

Litium dəmir fosfat batareyaları, Rusiyanın mərkəzi, şimal bölgələri və dağlıq bölgələr üçün xüsusilə vacib olan qısa gündüz saatlarında işləyən günəş enerjisi sistemlərində istifadə üçün tövsiyə olunur. Litium dəmir fosfat batareyalarının uzun xidmət müddəti (çoxlu sayda "boşaltma" dövrü) onların saxlanması və dəyişdirilməsi xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər, bu, məsələn, avtomatik hava müşahidə stansiyaları və mobil rabitə üçün təcili enerji sistemləri üçün aktualdır. rabitə baza stansiyaları. Planlaşdırılan akkumulyator dəyişiklikləri arasında vaxtın uzadılması texniki qulluqçuların maaşlarına, eləcə də səyahət xərclərinə qənaətlə nəticələnir (xüsusilə avadanlıq əlçatmaz yerlərdə quraşdırılıbsa). Aşağı texniki xidmət xərcləri litium dəmir fosfat batareyasının nisbətən yüksək qiymətini kompensasiya etməkdən daha çox olacaq.

Bu tip akkumulyatorlar telekommunikasiya texnologiyalarında (əsas telekommunikasiya avadanlıqları və mobil qurğular), fasiləsiz enerji təchizatı sistemlərində, qəza elektrik təchizatı sistemlərində, elektrik ötürücüləri və elektrik nəqliyyat vasitələri üçün enerji sistemlərində də uğurla istifadə oluna bilər.

Batareya istehsalçısı EEBM ciddi məhsulun keyfiyyətinə nəzarət edir və müştəri tələblərinə uyğun olaraq xüsusi akkumulyator yığımları hazırlamaq imkanına malikdir.

Ədəbiyyat

1. http://www.eemb.com.
2. http://www.eemb.com/products/rechargeable_battery/lifepo4_battery/lifepo4_battery.html.

Bu günə qədər müxtəlif növ kimya ilə çox sayda batareya var. Bu gün ən populyar batareyalar litium-iondur. Bu qrupa litium-dəmir-fosfat (ferrofosfat) batareyaları da daxildir. Bu kateqoriyaya aid olan bütün akkumulyatorlar texniki xüsusiyyətlərinə görə ümumilikdə bir-birinə bənzəyirsə, o zaman litium-dəmir-fosfat batareyaları litium-ion texnologiyası ilə hazırlanmış digər batareyalardan fərqləndirən özünəməxsus xüsusiyyətlərinə malikdir.

Litium-dəmir-fosfat batareyasının kəşf tarixi

LiFePO4 batareyasının ixtiraçısı 1996-cı ildə Texas Universitetində litium-ion batareyaları üçün yeni katod materialı üzərində işləyən Con Qudenofdur. Professor daha ucuz, daha az toksiklik və yüksək istilik sabitliyinə malik material yaratmağı bacardı. Yeni katoddan istifadə edən akkumulyatorun çatışmazlıqları arasında daha kiçik tutum da var idi.

John Goodenough-un ixtirası ilə heç kim maraqlanmadı, lakin 2003-cü ildə A 123 Systems bu texnologiyanı kifayət qədər perspektivli hesab edərək inkişaf etdirməyə qərar verdi. Bir çox iri korporasiyalar - Sequoia Capital, Qualcomm, Motorola - bu texnologiyanın investoru oldular.

LiFePO4 batareyalarının xüsusiyyətləri

Ferrofosfat batareyanın gərginliyi digər litium-ion texnologiyalı batareyalarla eynidir. Nominal gərginlik batareyanın ölçülərindən (ölçüsü, forma faktoru) asılıdır. 18,650 batareya üçün bu, 3,7 volt, 10,440 (kiçik barmaqlar) üçün - 3,2, 24,330 üçün - 3,6.

Demək olar ki, bütün batareyalarda boşalma prosesində gərginlik tədricən azalır. Unikal xüsusiyyətlərdən biri LiFePO4 batareyaları ilə işləyərkən gərginliyin sabitliyidir. Bunlara bənzər gərginlik xüsusiyyətləri nikel texnologiyasından (nikel-kadmium, nikel-metal hidrid) istifadə edərək hazırlanmış batareyalara malikdir.

Ölçüdən asılı olaraq, litium-dəmir fosfat batareyası tam boşalana qədər 3,0 ilə 3,2 volt arasında güc verə bilir. Bu xüsusiyyət dövrələrdə istifadə edildikdə bu batareyalara daha çox üstünlük verir, çünki gərginliyin tənzimlənməsi ehtiyacını praktiki olaraq rədd edir.

Tam boşalma zamanı gərginlik 2,0 volt təşkil edir ki, bu da istənilən litium texnologiyalı akkumulyatorun qeydə alınmış ən aşağı boşalma həddidir. Bu akkumulyatorlar həm də doldurma və boşalma üçün 2000 dövrəyə bərabər olan xidmət müddətində liderdir. Kimyəvi quruluşunun təhlükəsizliyinə görə LiFePO4 batareyaları batareyaya böyük cərəyan tətbiq edildikdə xüsusi sürətləndirilmiş delta V üsulu ilə doldurula bilər.

Bir çox akkumulyatorlar bu üsulla doldurulmağa tab gətirə bilmir, bu da onların həddindən artıq istiləşməsinə və xarab olmasına səbəb olur. Litium-dəmir-fosfat batareyaları vəziyyətində, bu üsuldan istifadə etmək nəinki mümkün, hətta tövsiyə olunur. Buna görə də, bu cür batareyaları doldurmaq üçün xüsusi şarj cihazları var. Əlbəttə ki, bu cür şarj cihazları başqa kimya ilə batareyalarda istifadə edilə bilməz. Forma faktorundan asılı olaraq, bu şarj cihazlarında olan litium-dəmir fosfat batareyaları 15-30 dəqiqə ərzində tam doldurula bilər.

LiFePO4 batareyaları sahəsində son inkişaflar istifadəçiyə təkmilləşdirilmiş iş temperaturu diapazonuna malik batareyalar təklif edir. Litium-ion batareyaları üçün standart iş diapazonu -20 ilə +20 dərəcə Selsidirsə, litium dəmir fosfat batareyaları -30 ilə +55 arasında mükəmməl işləyə bilər. Batareyanın təsvir ediləndən yuxarı və ya aşağı temperaturda doldurulması və ya boşaldılması batareyaya ciddi ziyan vuracaq.

Litium dəmir fosfat batareyaları yaşlanmadan digər litium-ion batareyalara nisbətən daha az təsirlənir. Yaşlanma, batareyanın istifadəsində və ya rəfdə olmasından asılı olmayaraq, zamanla tutumun təbii itkisidir. Müqayisə üçün, bütün litium-ion batareyaları hər il təxminən 10% tutumunu itirir. Litium dəmir fosfat yalnız 1,5% itirir.

Bu batareyaların mənfi cəhətlərindən, digər litium-ion batareyalardan 14% az (və ya daha çox) olan aşağı tutumu vurğulamağa dəyər.

Ferrofosfat batareyalarının təhlükəsizliyi

Bu tip akkumulyator bütün mövcud akkumulyator növləri arasında ən təhlükəsizlərdən biri hesab olunur. LiFePO4 çox sabit kimyaya malikdir və boşalmada (aşağı müqavimətdə işləmədə) və şarjda (batareyanı yüksək cərəyanlarla doldurarkən) yüksək yüklərə yaxşı dözə bilir.

Fosfatların kimyəvi cəhətdən təhlükəsiz olması səbəbindən, bu batareyaları öz resursunu işlədikdən sonra atmaq daha asandır. Kimyası təhlükəli olan bir çox batareyalar (məsələn, litium kobalt) ətraf mühit təhlükəsini aradan qaldırmaq üçün əlavə təkrar emal proseslərindən keçməlidir.

Litium dəmir fosfat batareyalarının doldurulması

İnvestorların ferrofosfat kimyasına kommersiya marağının səbəblərindən biri onun sabitliyindən irəli gələn tez doldurma qabiliyyəti idi. LiFePO4 batareyalarının konveyer buraxılışının təşkilindən dərhal sonra onlar tez doldurula bilən batareyalar kimi yerləşdirildi.

Bu məqsədlə xüsusi doldurucular istehsal olunmağa başladı. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, bu cür şarj cihazları digər batareyalarda istifadə edilə bilməz, çünki bu, onların həddindən artıq istiləşməsinə və onlara böyük zərər verəcəkdir.

Bu batareyalar üçün xüsusi olanlar onları 12-15 dəqiqəyə doldura bilir. Ferrofosfat batareyaları adi şarj cihazları ilə də doldurmaq olar. Hər iki doldurma rejimi ilə birləşdirilmiş şarj cihazı variantları da var. Ən yaxşı seçim, əlbəttə ki, şarj prosesini tənzimləyən bir çox variantı olan ağıllı şarj cihazlarından istifadə etmək olardı.

Litium dəmir fosfat batareya cihazı

Litium-dəmir-fosfat LiFePO4 batareyası, kimyəvi texnologiyadakı analoqları ilə müqayisədə daxili quruluşda heç bir xüsusi xüsusiyyətə malik deyil. Yalnız bir element dəyişikliyə məruz qalmışdır - dəmir fosfatdan hazırlanmış katod. Anod materialı litiumdur (litium-ion texnologiyasına əsaslanan bütün batareyalarda litium anod var).

Hər hansı bir akkumulyatorun işləməsi kimyəvi reaksiyanın tərsinə çevrilməsinə əsaslanır. Əks halda, batareyanın daxilində baş verən proseslərə oksidləşmə və reduksiya prosesləri deyilir. Hər hansı bir batareya elektrodlardan ibarətdir - bir katod (minus) və anod (artı). Həmçinin hər hansı bir batareyanın içərisində bir ayırıcı var - xüsusi bir maye ilə hopdurulmuş gözenekli bir material - bir elektrolit.

Batareyanın boşaldılması zamanı litium ionları separator vasitəsilə katoddan anoda doğru hərəkət edərək yığılmış yükü (oksidləşmə) verir. Batareyanın doldurulması zamanı litium ionları anoddan katoda əks istiqamətdə hərəkət edərək yük yığır (bərpa).

Litium dəmir fosfat batareyalarının növləri

Bu kimyadakı hər şeyi dörd kateqoriyaya bölmək olar:

• Tam batareyalar.
• Paralelepipedlər şəklində böyük hüceyrələr.
• Paralelepipedlər şəklində kiçik hüceyrələr (prizmalar - 3,2 V-da LiFePO4 batareyaları).
• Kiçik düz batareyalar (paketlər).
• Silindrik akkumulyatorlar.

Litium dəmir fosfat batareyaları və elementləri 12 ilə 60 volt arasında müxtəlif nominal gərginliyə malik ola bilər. Bir çox cəhətdən, onlar ənənəvi iş dövründən daha yüksəkdir, çəkisi bir neçə dəfə aşağıdır, bir neçə dəfə daha sürətli doldurulur.

Bu kimya üzrə silindrik akkumulyatorlar həm ayrıca, həm də zəncirlə istifadə olunur. Bu silindrik batareyaların ölçüləri çox fərqlidir: 14.500-dən (barmaq növü) 32.650-ə qədər.

Litium dəmir fosfat batareyaları

Velosipedlər və elektrik dövrələri üçün ferrofosfat batareyaları xüsusi diqqətə layiqdir. Yeni dəmir-fosfat katodunun ixtirası ilə bu kimyaya əsaslanan digər akkumulyator növləri ilə yanaşı, təkmilləşdirilmiş xüsusiyyətləri və daha yüngül çəkisi sayəsində hətta adi velosipedlərdə də rahat istifadə oluna bilən xüsusi akkumulyatorlar çıxdı. Bu cür batareyalar dərhal velosipedlərini təkmilləşdirmək həvəskarları arasında populyarlıq qazandı.

Litium-dəmir-fosfat batareyaları bir neçə saatlıq qayğısız velosiped sürməyi təmin edə bilir, bu da keçmişdə tez-tez velosipedlərə quraşdırılmış daxili yanma mühərrikləri üçün layiqli rəqabətdir. Tipik olaraq, bu məqsədlər üçün 48v LiFePO4 batareyaları istifadə olunur, lakin 25, 36 və 60 volt üçün batareyaları almaq mümkündür.

Ferrofosfat batareyalarının istifadəsi

Bu kimyada batareyaların rolu şərhsiz aydındır. Müxtəlif məqsədlər üçün prizmatiklərdən istifadə olunur - LiFePO4 3,2 v batareyaları. Daha böyük hüceyrələr günəş enerjisi və külək turbinləri üçün elementlər kimi istifadə olunur. Ferrofosfat batareyaları elektrik nəqliyyat vasitələrinin dizaynında fəal şəkildə istifadə olunur.

Telefonlar, noutbuklar və planşetlər üçün kiçik ölçülü batareyalar istifadə olunur. Elektron siqaretlər, radio ilə idarə olunan modellər və s. üçün müxtəlif forma faktorlarının silindrik batareyaları istifadə olunur.

LiFePO4 batareyası nədir

LiFePO4 olivin ailəsinin təbii olaraq meydana gələn mineralıdır. LiFePO4 batareyalarının doğulduğu tarix 1996-cı il hesab olunur, o zaman LiFePO4 batareya elektrodunda istifadə ilk dəfə Texas Universitetində təklif edilir. Mineral toksik deyil, nisbətən ucuzdur və təbii şəkildə baş verir.

LiFEPO4 litium batareyaların bir hissəsidir və litium batareyaları ilə eyni enerji istehsal texnologiyasından istifadə edir, lakin onlar 100% litium (litium ion) batareyalar deyil.

Texnologiyanın nisbətən yaxınlarda ortaya çıxması səbəbindən LiFEPO4 batareyalarının keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün vahid standart, eləcə də öyrəşdiyimiz qurğuşun-turşu batareyaları ilə birbaşa analogiya yoxdur.

LFTP batareyaları üçün vahid standartın olmaması səbəbindən bazarda LFP hüceyrələrinin bir çox çeşidi və içərisində fərqli xüsusiyyətlərə və kimyaya malik batareyalardan istifadə olunur, hamısı LFP və ya litium batareyaları adlanır, lakin fərqli şəkildə işləyirlər. Nəhəngliyi qəbul etməyə çalışmadan, diqqətimizi batareyalarımızın nə edə biləcəyinə zəmanət verəcəyik.

Aliant Litium Dəmir Fosfat batareyaları aşağıdakı praktik üstünlükləri təklif edir:

litium-ion batareyaları və qurğuşun batareyalarından daha çox sayda doldurma dövrü,
Batareya 70% boşalma vəziyyətindən 3000 şarj dövrünə və 80% boşalma vəziyyətindən 2000 doldurma dövrünə tab gətirir, bu da batareyanın 7 ilə qədər ömrünü təmin edir, biz ALIANT batareyalarına qeyd-şərtsiz 2 il zəmanət veririk. Orta hesabla, batareya 12.000 başlanğıc başlanğıc üçün qiymətləndirilir.

yüksək başlanğıc cərəyanı, -18C-də batareya başlanğıcı orta yeni qurğuşun batareyasına uyğun bir güclə təmin edir, lakin +23C-də başlanğıcın təmin edə biləcəyi güc qurğuşun batareyasından iki dəfə yüksəkdir. Mühərriki işə salarkən yüksək güc çıxışı dərhal hiss olunur, başlanğıc ən təzə qurğuşun akkumulyatorunda olduğu kimi sürətlə fırlanır

çəki - ALIANT batareyaları qurğuşundan 5 dəfə yüngüldür

• ölçülər - batareyalar qurğuşun analoqlarından 3 dəfə kiçikdir, buna görə də yalnız 3 akkumulyator motosikletlərin bütün model çeşidini əhatə edir

sürətli şarj - orta hesabla, ilk 2 dəqiqə ərzində batareyalar 50% doldurulur, 30 dəqiqə ərzində 100% doldurulur, bu o deməkdir ki, 30 dəqiqə sürdükdən sonra - batareya 100% doldurulur, yəni. əslində, batareyanız həmişə 100% doldurulur

sabit boşalma gərginliyi - boşalma zamanı batareya gərginliyi sonuncuya qədər 13,2V-a yaxın saxlayır, sonra boşaldıqdan sonra gərginliyin kəskin azalması baş verir - şarjın 40% -i qalan batareya, başlanğıcı tez çevirin

sabit boşalma gərginliyi - boşalma zamanı batareya sonuncuya qədər 13,2V-a yaxın bir gərginlik saxlayır, sonra boşaldıqdan sonra gərginliyin kəskin azalması baş verir.

• batareya gündə 0,05% -dən az özünü boşaldır, yəni. şarj etmədən bir il rəfdə təhlükəsiz dayana bilər və xüsusiyyətlərini itirmədən mühərriki işə salın və sonra 100% -ə yaxın bir vəziyyətə doldurun
• sonrakı performans üçün ciddi nəticələr olmadan boşalmış vəziyyətdə ola bilər, batareya terminallarında gərginlik 9,5V-dən aşağı düşmədiyi müddətcə boşalma həddi 9,5V-dir - batareya doldurula və orijinal vəziyyətinə qaytarıla bilər.

ultra aşağı temperaturda işləyin. Biz ultra aşağı temperaturlarda batareyanın performansına xüsusi diqqət yetirmişik, digər istehsalçıların LFP batareyalarından istifadə etmiş bəzi təcrübəli sürücülər LFP batareyalarının performansının temperaturla kəskin şəkildə aşağı düşdüyünü qeyd etmişlər. Beləliklə, +3 dərəcə, başlanğıcın daha güclü fırlanması yoxdur və mənfi olduqda, batareya "yuxuya düşür" və enerji qaytarıldığı üçün yalnız istiləşmədən sonra oyanır. Xüsusi kimya sayəsində batareyalarımız bu çatışmazlıqdan azaddır. Batareyalar tərəfindən -18C-də verilən güc demək olar ki, 2 dəfə azalsa da, başlanğıcı güclü şəkildə çevirmək üçün kifayətdir. Batareya -30C-yə qədər olan temperaturda, -3 və daha yuxarı temperaturda işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur, batareyalar artıq gücə malikdir. -18 ilə -30C arasında olan temperatur diapazonunda batareya başlanğıcı döndərəcək, lakin o, yarım boşaldılmış qurğuşun batareyası kimi hiss olunacaq.

istenilen veziyyetde isleyir akkumulyatorlarda maye yoxdur istenilen veziyyetde istifade etmek olar gel batareykalar kimi

• batareyaya quraşdırılmış BMS (Batareya İdarəetmə Sistemi) nəzarətçisindən istifadə edərək içəridəki bütün 4 hüceyrənin vahid yüklənməsi. Batareyanın içərisində hər biri 3,3V, nominal gərginlik 13,3V-dir, lakin batareya 2 terminal vasitəsilə doldurulur. Bu doldurma üsulu qurğuşun batareyaları üçün uyğundur, lakin LFP üçün uyğun deyil - daxili hüceyrələr həmişə az doldurulur, bu da onların sıradan çıxma ehtimalını artırır, ardıcıl əlaqədə LFP hüceyrələrinin bərabər şəkildə doldurulması üçün elektron dövrə qurulur. 2 terminala gələn yükü batareyanın içərisində 4 hüceyrə ilə bərabər paylayan batareyaya daxil edin

geniş temperatur diapazonu - -30С-dən +60С-ə qədər

LiFePO4 batareyaları və qurğuşun analoqları arasında əsas fiziki fərqlər

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, LiFePO4 batareyaları və qurğuşun batareyaları fərqli kimyaya malikdir və batareyanızı anlamaq üçün fərqlərin nə olduğunu bilməlisiniz.

əsas fərq tutumla bağlıdır. Bir nümunədən istifadə edərək batareyalardakı fərqləri başa düşə bilərsiniz: əgər başlanğıcı LiFEP04 akkumulyatoruna və aparıcı akkumulyatora qoşsanız və onu çevirməyə başlasanız, eyni zamanda LiFEPO4 batareyası starteri demək olar ki, 1,5 dəfə daha çox döndərəcək. qurğuşun-turşu akkumulyatorundan fırlanma sürəti, əgər əvvəllər qurğuşun akkumulyatorundan istifadə etmisinizsə, onda sizdə belə bir təəssürat yaranacaq ki, akkumulyatorda çoxlu yük qalıb, lakin batareya, əslində, artıq demək olar ki, boşalmış ola bilər, fırlanma sürətinin azalması qurğuşun batareyasında olduğu kimi rəvan baş verməyəcək, lakin gərginlik 12v-dən aşağı düşdükdən sonra kəskin şəkildə baş verəcəkdir. 7A / saat qurğuşun batareyası və oxşar tutumlu bir LiFEPO4 batareyası götürsəniz, LiFEP04-ün ilk 10 dəqiqəsində tamamilə tükənənə qədər başlanğıcın fırlanma sayı (əslində yük) daha çox olacaq, lakin növbəti 5 dəqiqə ərzində batareya tükənəcək, aparıcı batareya isə starteri 20 dəqiqəyə qədər çevirə biləcək. Beləliklə, -18C-dən temperaturda həyatın bütün praktiki vəziyyətlərində LiFEPO4 batareyası, generatorun sıradan çıxması istisna olmaqla, qurğuşun batareyalarından üstündür. Bu halda, generator olmadan qurğuşun batareyaları LiFePO4-dən daha uzun müddət davam edə bilər.

həddindən artıq gərginlik. Doldurma gərginliyi icazə verilən həddi aşdıqda, LiFEPO4 və qurğuşun-turşu batareyaları fərqli davranır. Qurğuşun-turşu batareyası qaynamağa başlayır. LIFEPO4 batareyalarında geri dönməz kimyəvi reaksiyalar baş verir. Bazarda LIFEPO4 akkumulyatorunu məhv edə biləcək bir gərginlik verə biləcək heç bir motosiklet yoxdur, lakin çox nadir hallarda, tənzimləyici rölenin akkumulyator terminallarında gərginliyin 15 ilə 60V aralığında olduğu şəkildə uğursuz olduqda. - LIFEP04 batareyası zədələnəcək.

temperatur. LIFEP04 batareyaları aşağı temperaturu sevmir, biz batareyalarımızda -30C-yə qədər temperaturda işləyə bilən xüsusi hüceyrələrdən istifadə edirik, lakin -18C-dən sonra LIFEPO4 batareyalarının performansı elə aşağı düşür ki, qurğuşun batareyası bizdən daha çox enerji istehsal edir. . Hüceyrələrdəki xüsusi kimya olmasaydı, +4 dərəcə LIFEPO4-də batareya performansını itirərdi.

Dəstək sualı verin: Bu e-poçt ünvanı spambotlardan qorunur. Baxmaq üçün JavaScript-i aktiv etməlisiniz.

Müasir avadanlıq gündən-günə daha mürəkkəb və güclü olur. Texnologiyanın yüksək standartları artıq yüksək performans, enerji səmərəliliyi və artan elektrik təchizatını birləşdirməli olan batareyalara artan tələblər qoyur.

İstehsalata yeni növ elektrik avadanlıqlarının tətbiqi, texnoloji prosesin sürətləndirilməsi - bütün bunlar elektrik enerjisi mənbələrinə olan tələbləri artırır və müasir akkumulyatorlar artıq onları həmişə təmin edə bilmir. Bu problemi həll etmək üçün istehsalçılar litium-ion texnologiyasını təkmilləşdirmək yolunu tutdular. Li-ion batareyalarının ideoloji nəsli olan litium-dəmir-fosfat belə yarandı.

Tarixə istinad

LiFePO4 və ya olivin ailəsinin təbii mineralı olan LFP ilk dəfə 1996-cı ildə Li-ion enerji mənbələrini təkmilləşdirməyin yollarını axtaran Texas Universitetinin alimi Con Qudenou tərəfindən kəşf edilmişdir. Maraqlıdır ki, bu mineral o dövrdə məlum olan bütün elektrodlardan daha az toksikliyə və daha yüksək istilik sabitliyinə malikdir.

Bundan əlavə, o, təbii mühitdə tanış oldu və daha az xərc çəkdi. LiFePO4 əsasında elektrodların əsas çatışmazlığı kiçik bir elektrik tutumu idi, buna görə də litium-dəmir-fosfat batareyası artıq inkişaf etdirilmədi.

Bu istiqamətdə tədqiqatlar 2003-cü ildə bərpa edilib. Alimlər qrupu o dövrdəki ən qabaqcıl Li-ion batareyalarını əvəz edəcək prinsipial olaraq yeni batareyaların yaradılması üzərində işləyib. “Motorola” və “Qualcomm” kimi iri şirkətlər LiFePO4 katod elementləri olan akkumulyatorların meydana çıxmasını sürətləndirən layihə ilə maraqlanıblar.

LiFePO4 əsasında batareya

Bu tip elektrik enerjisi istehsal etmək üçün bizə tanış olan litium-ion hüceyrələri ilə eyni texnologiyadan istifadə edir. Bununla belə, onlar arasında bir sıra əhəmiyyətli fərqlər də var. Birincisi, bu, öz növbəsində BMS-nin istifadəsidir - elektrik batareyalarını həddindən artıq yükləmədən və ciddi boşalmadan qoruyan, xidmət müddətini artıran və enerji mənbəyini daha sabit hala gətirən idarəetmə sistemi.

İkincisi, LiFePO4, LiCoO2-dən fərqli olaraq, daha az zəhərlidir. Bu fakt ətraf mühitin çirklənməsi ilə bağlı bir sıra problemlərin qarşısını almağa imkan verdi. Xüsusilə, batareyaların düzgün atılmaması halında atmosferə kobalt tullantılarını azaltmaq.

Nəhayət, vahid standartların olmaması səbəbindən LFP elementləri müxtəlif kimyəvi tərkibə malikdir, bu da modellərin texniki xüsusiyyətlərinin geniş diapazonda dəyişməsinə səbəb olur. Bundan əlavə, bu enerji təchizatının saxlanması daha mürəkkəbdir və müəyyən qaydalara riayət etməlidir.

Spesifikasiyalar

Qeyd etmək lazımdır ki, 48 Volt, 36 Volt və 60 Volt litium-dəmir-fosfat batareyaları ayrı-ayrı hüceyrələrin ardıcıl birləşdirilməsi yolu ilə istehsal olunur, çünki bir LFP bölməsində maksimum gərginlik 3,65 V-dan çox ola bilməz. Buna görə də, hər bir batareyanın texniki göstəriciləri ola bilər. bir-birindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir - hamısı montajdan və xüsusi kimyəvi tərkibdən asılıdır.

Texniki xüsusiyyətləri təhlil etmək üçün bir fərdi hüceyrənin nominal dəyərlərini təqdim edirik.

Hər bir fərdi hüceyrənin imkanlarının ən yaxşı şəkildə həyata keçirilməsi Everexceed batareyalarında əldə edilmişdir. Everexceed Litium Dəmir Fosfat batareyaları uzun xidmət müddətinə malikdir. Ümumilikdə, onlar 20% -ə qədər tutum itkisi ilə 4 minə qədər yükləmə-boşaltma dövrünə tab gətirə bilirlər və enerji ehtiyatının doldurulması 12 dəqiqə ərzində baş verir. Bunu nəzərə alaraq, Everexceed batareyalarının LFP hüceyrələrinin ən yaxşı nümayəndələrindən biri olduğu qənaətinə gələ bilərik.

Yaxşı və pis tərəfləri

Litium-dəmir-fosfat batareyasını digər batareya nümayəndələrindən əlverişli işıqda fərqləndirən əsas üstünlük davamlılıqdır. Belə bir element elektrik enerjisinin səviyyəsi 30% -ə düşəndə ​​3 mindən çox yükləmə-boşaltma dövrünə və 20% -ə düşəndə ​​2 mindən çox müddətə dözə bilir. Bu, orta hesabla təxminən 7 il batareyanın işləməsi ilə nəticələnir.

Sabit yük cərəyanı LFP hüceyrələrinin ikinci mühüm üstünlüyüdür. Yük tamamilə tükənənə qədər çıxış gərginliyi 3,2 V-da qalır. Bu, məftil diaqramını sadələşdirir və gərginlik tənzimləyicilərinə ehtiyacı aradan qaldırır.

Yüksək pik cərəyanı onların üçüncü üstünlüyüdür. Batareyanın bu xüsusiyyəti onlara hətta ultra aşağı temperaturda da maksimum gücü çatdırmağa imkan verir. Bu xüsusiyyət avtomobil istehsalçılarını benzin və dizel mühərriklərini işə salmaq üçün əsas enerji mənbəyi kimi litium-dəmir fosfat akkumulyatorundan istifadə etməyə sövq etdi.

Təqdim olunan bütün üstünlüklərlə yanaşı, LiFePO4 batareyalarının bir əhəmiyyətli çatışmazlığı var - böyük kütlə və ölçü. Bu, onların müəyyən növ maşın və elektrik avadanlıqlarında istifadəsini məhdudlaşdırır.

Əməliyyat xüsusiyyətləri

Hazır litium-fosfat batareyaları alsanız, onda texniki xidmət və istismarda heç bir çətinlik çəkməyəcəksiniz. Bu, istehsalçıların BMS lövhələrini həddindən artıq yükləməyə imkan verməyən və elementin həddindən artıq aşağı səviyyəyə boşaldılmasına imkan verməyən elementlərə qurması ilə əlaqədardır.

Ancaq ayrı hüceyrələr (məsələn, AA batareyaları) alsanız, şarj səviyyəsini özünüz izləməli olacaqsınız. Şarj kritik səviyyədən aşağı düşdükdə (2.00 V-dan aşağı), tutum da sürətlə düşməyə başlayacaq, bu da hüceyrələrin doldurulmasını qeyri-mümkün edəcək. Əksinə, həddindən artıq yüklənməyə icazə versəniz (3,75 V-dan yuxarı), hüceyrə sərbəst buraxılan qazlar səbəbindən sadəcə şişəcək.

Elektrikli avtomobil üçün oxşar akkumulyatordan istifadə edirsinizsə, onda 100% doldurulduqdan sonra onu ayırmaq lazımdır.Əks halda, elektrik cərəyanının həddindən artıq doyması səbəbindən batareya şişəcək.

Əməliyyat qaydaları

Litium fosfor batareyalarını tsiklik rejimdə deyil, tampon rejimində, məsələn, UPS enerji mənbəyi kimi və ya günəş batareyası ilə birlikdə istifadə etməyi planlaşdırırsınızsa, onda doldurma səviyyəsini 3,40-a endirməyə diqqət yetirməlisiniz. 3.45 V. Bu vəzifənin öhdəsindən gəlməyə avtomatik rejimdə ilk növbədə enerji ehtiyatını tam dolduran, sonra isə gərginlik səviyyəsini aşağı salan "ağıllı" şarj cihazları kömək edir.

Əməliyyat zamanı hüceyrələrin balansını izləmək və ya xüsusi balanslaşdırma lövhələrindən istifadə etmək lazımdır (onlar artıq elektrik avtomobili üçün akkumulyatora quraşdırılıb). Hüceyrə balansının pozulması, cihazın ümumi gərginliyinin nominal səviyyədə qalması halıdır, lakin hüceyrələrin gərginliyi fərqli olur.

Bənzər bir fenomen, ayrı-ayrı bölmələrin müqavimətindəki fərq, aralarındakı zəif təmas səbəbindən baş verir. Hüceyrələrin müxtəlif gərginlikləri varsa, o zaman qeyri-bərabər doldurulur və boşaldılır, bu da batareyanın ömrünü əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Batareyaların işə salınması

Ayrı-ayrı hüceyrələrdən yığılmış litium-fosforlu akkumulyatorlardan istifadə etməzdən əvvəl sistemin tarazlaşdırılmasına diqqət yetirilməlidir, çünki bölmələr müxtəlif yük səviyyələrinə malik ola bilər. Bunu etmək üçün bütün komponentlər bir-birinə paralel olaraq birləşdirilir və bir rektifikatora, şarj cihazına qoşulur. Bu şəkildə birləşdirilmiş hüceyrələr 3,6 V-a qədər doldurulmalıdır.

Elektrikli velosiped üçün litium-dəmir-fosfat batareyasından istifadə edərək, yəqin ki, işin ilk dəqiqələrində batareyanın maksimum güc istehsal etdiyini və sonra şarjın sürətlə 3,3-3,0 V səviyyəsinə düşdüyünü fərq etdiniz. Qorxmayın. bu, çünki bu, batareyanın normal işləməsidir. Fakt budur ki, onun əsas tutumu (təxminən 90%) məhz bu diapazondadır.

Nəticə

Effektivlik digər batareyalardan 20-30% yüksəkdir. Eyni zamanda, onlar digər elektrik enerjisi mənbələrindən 2-3 il daha çox xidmət edir, həmçinin bütün istismar müddəti ərzində sabit cərəyan təmin edir. Bütün bunlar təqdim olunan elementləri əlverişli işıqda vurğulayır.

Bununla belə, insanların çoxu litium dəmir fosfat batareyalarına məhəl qoymağa davam edəcək. Batareyaların müsbət və mənfi cəhətləri qiymətləri qarşısında solğundur - bu, bizə tanış olan qurğuşun-turşu hüceyrələrindən 5-6 dəfə çoxdur. Bir avtomobil üçün belə bir batareya orta hesabla təxminən 26 min rubla başa gəlir.

Müasir elektronika enerji mənbələrinin gücünə və tutumuna daha yüksək tələblər qoyur. Nikel-kadmium və nikel-metal hidrid batareyaları nəzəri limitinə yaxın olsa da, litium-ion texnologiyaları yalnız səyahətin başlanğıcındadır.

Li-Fe (litium fosfat) akkumulyatorları təkcə yüksək tutumu ilə deyil, həm də sürətli doldurulması ilə seçilir. Cəmi 15 dəqiqə ərzində siz batareyanı tam doldura bilərsiniz. Bundan əlavə, bu cür akkumulyatorlar adi modellərə nisbətən 10 dəfə çox doldurma-boşaltma dövrünə imkan verir. Li-Fe batareyasının ideyası elektrodlar arasında litium-ion mübadiləsini aktivləşdirməkdir. Nanohissəciklərin köməyi ilə elektrodların mübadilə səthini inkişaf etdirmək və daha intensiv ion axını əldə etmək mümkün olmuşdur. Çox güclü istiləşmənin və elektrodların mümkün partlayışının qarşısını almaq üçün inkişafın müəllifləri litium / kobalt oksidi əvəzinə katodlarda litium / dəmir fosfatdan istifadə etdilər. Yeni materialın qeyri-kafi elektrik keçiriciliyi alüminium, manqan və ya titan nanohissəciklərinin tətbiqi ilə kompensasiya edilir.

Li-Fe akkumulyatorlarını doldurmaq üçün işarəsi olan xüsusi doldurucudan istifadə edilməlidir ki, bu tip şarj cihazı Li-Fe batareyaları ilə işləməyə qadirdir, əks halda siz batareyanı məhv edəcəksiniz!

Üstünlüklər

• Li-Po batareya qabıqlarından fərqli olaraq təhlükəsiz, davamlı korpus
• Ultra sürətli şarj (7A cərəyanla, 15 dəqiqəyə tam doldurma !!!)
• Çox yüksək çıxış cərəyanı 60A - iş rejimi; 132A - qısamüddətli rejim (10 saniyəyə qədər)
• Öz-özünə boşalma 3% 3 ildir
• İş xüsusiyyətlərini itirmədən soyuqda (-30 dərəcəyə qədər) işləyin
• MTBF 1000 dövrə (nikel batareyalarından üç dəfə çox)

Qüsurlar

• Xüsusi şarj cihazı tələb olunur (LiPo şarj cihazları ilə uyğun gəlmir)
• Li-Po-dan daha ağırdır
  

Bir az tarix

Li-ion batareyaları tutum baxımından NiMH analoqlarından iki dəfə, güc sıxlığı baxımından isə demək olar ki, üç dəfə böyükdür. Li-ionun enerji sıxlığı NiMH-dən üç dəfə yüksəkdir. Li-ion, NiMH batareyalarının nəzəri cəhətdən belə idarə edə bilmədiyi çox yüksək axıdma cərəyanlarına dözür. Həmçinin, NiMH yüksək impuls yükləri ilə xarakterizə olunan, doldurulması uzun vaxt tələb edən və adətən 500 dövrədən çox olmayan “canlı” güclü portativ alətlər üçün az istifadə olunur. NiMH-nin saxlanması başqa bir böyük problemdir. Bu batareyalar çox yüksək öz-özünə boşalmadan əziyyət çəkir - ayda 20% -ə qədər, Li-ion üçün bu rəqəm yalnız 2-5% təşkil edir. NiMH batareyaları yaddaş effekti adlanan təsirə məruz qalır ki, bu da NiCd batareyaları üçün xarakterikdir.

Lakin Li-ion batareyaların da çatışmazlıqları var. Onlar çox bahalıdır, çox dərindən boşaldıqda və ya yüksək yüklərdə kortəbii alovlandıqda geri dönməz şəkildə deqradasiyaya meylli olduğuna görə mürəkkəb çoxsəviyyəli elektron idarəetmə sistemi tələb olunur. Onlar bunu əsas elektrod materialı olan litium kobaltata (LiCoO2) borcludurlar. Elm adamları kobaltın əvəzedicisini tapmaq üçün illərdir mübarizə aparırlar. Müxtəlif litium birləşmələri - manqanatlar, titanatlar, stannatlar, silikatlar və başqaları - gələcəyin əsas elektrod materialı vəzifəsinə namizəddir. Lakin bu gün mütləq sevimli litium ferrofosfat Li-Fedir, ilk dəfə 1996-cı ildə Texas Universitetindən professor Con Qudenof tərəfindən əldə edilmişdir. Uzun müddətdir ki, bu mövzu rəfdə toz toplayırdı, çünki Li-Fe ucuzluğundan başqa üstün heç nə ilə fərqlənmirdi və potensialı araşdırılmamış qaldı. 2003-cü ildə A123 Sistemlərinin yaranması ilə hər şey dəyişdi.

Li-Fe batareyalarının xüsusiyyətləri

Bütün batareyalar kimi, Li-Fe də bir neçə əsas elektrik parametrlərinə malikdir:

Tam doldurulmuş hüceyrə gərginliyi: Li-Fe təxminən 3,65V-dir.Bu texnologiyanın xüsusiyyətlərinə görə, bu elementlər həddindən artıq yüklənmədən çox qorxmur (ən azı litium kobaltat Li-ion, Li-pol əsaslı elementlərdə olduğu kimi yanğın və partlayışa səbəb olmur. ), baxmayaraq ki, istehsalçılar 3,9V-dan yuxarı və yalnız hüceyrənin bütün ömrü boyu 4,2V-ə qədər bir neçə şarj yükləməkdən çəkinirlər.

Tam boşaldılmış hüceyrə gərginliyi: Burada istehsalçıların tövsiyələri bir qədər fərqlənir, bəziləri hüceyrələrin 2,5V, bəziləri isə 2,0V-a boşaldılmasını tövsiyə edir. Ancaq hər halda, bütün növ batareyaların işləmə təcrübəsinə əsasən müəyyən edilmişdir ki, boşalma dərinliyi nə qədər kiçik olarsa, bu batareya bir o qədər çox dövrə davam edə bilər və son 0,5V boşalmaya düşən enerji miqdarı ( Li-Fe üçün) tutumunun yalnız bir neçə faizini təşkil edir.

Orta gərginlik: müxtəlif istehsalçıların bu texnologiyanın elementləri üçün 3,2V ilə 3,3V arasında dəyişir (elan edilir). Orta nöqtə gərginliyi boşalma əyrisi əsasında hesablanan və batareyanın ümumi tutumunu hesablamaq üçün nəzərdə tutulmuş gərginlikdir, bunun üçün Wh (vat saat) ilə ifadə edilir, orta nöqtədəki gərginlik cari tutuma vurulur, yəni. məsələn, sizdə 1,1Ah tutumlu və orta gərginlik nöqtəsi 3,3V olan bir hüceyrəniz var, onda onun ümumi tutumu 3,3*1,1=3,65Wh təşkil edir. (Bir çox insanlar tez-tez orta nöqtə gərginliyini tam doldurulmuş hüceyrənin gərginliyi ilə səhv salırlar.)

Bu baxımdan, batareyaların performans xüsusiyyətlərinə, daha doğrusu, 36V və 48V Li-Fe batareyalarının orta nöqtəsinin gərginliyinə diqqət yetirmək istərdim. Beləliklə, 36V və 48V gərginliyi şərti olaraq çoxlarına daha çox tanış olan qurğuşun-turşu akkumulyatoruna, daha doğrusu, ardıcıl qoşulmuş 3 və ya 4 12V qurğuşun-turşu akkumulyatorlarının orta gərginliyinə görə göstərilir. 36V Li-Fe akkumulyatorunda ardıcıl olaraq bağlanmış 12 hüceyrə (element) var ki, bu da 3.2 * 12 = 38.4V (48V batareya üçün 3.2 * 16 = 51.2V) qurğuşun-turşu batareyalarının orta nöqtələrindən bir qədər yüksəkdir, yəni bərabər tutumlu (Ah ilə) Li-Fe batareyası qurğuşun-turşu akkumulyatorundan daha böyük ümumi tutuma malikdir.

Hazırda Li-Fe elementlərinin istehsalı üçün əsas istehsal bazası Çindir. Həm tanınmış firmaların zavodları (A123System, BMI), həm də naməlum firmaların zavodları var. Bitmiş akkumulyatorların bir çox satıcısı (onları pərakəndə satışda satan) özləri də hüceyrələrin istehsalçıları olduqlarını iddia edirlər ki, bu da əslində yalan olur. İldə milyonlarla ədəd istehsal edən böyük element istehsalçıları pərakəndə müştərilərlə işləməkdə maraqlı deyillər və onlarla elementin satışı ilə bağlı suallara sadəcə məhəl qoymurlar və ya bir neçə min ədəd həcmdə almağı təklif edirlər. Elə kiçik müəssisələr də var ki, orada elementlər kiçik partiyalarda yarım əl işi üsulu ilə hazırlanır, lakin belə elementlərin keyfiyyəti həddən artıq aşağıdır, bunun səbəbi yüksək keyfiyyətli materialların, avadanlıqların olmaması və texnoloji intizamın aşağı olmasıdır. Belə elementlər hətta bir partiya daxilində tutum və daxili müqavimətdə çox böyük dəyişkənliyə malikdir. Hazır akkumulyatorların yığılması üçün bazarda həmçinin böyük istehsalçılar tərəfindən istehsal olunan elementlər var, lakin onlar müəyyən parametrlər (tutum, daxili müqavimət, saxlama zamanı gərginlik azalması) üçün rədd edilmədiyinə görə bazara girmir və məcburidirlər. utilizasiya olunsun. Bu elementlər kiçik sənətkarlıq müəssisələri tərəfindən akkumulyatorların yığılması üçün əsasdır. Böyük istehsalçıların istehsal etdiyi standart keyfiyyət elementləri ilə bu cür elementlər arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir hər bir elementdə heç bir işarə yoxdur. Markalama fabrikdə son sınaqlar zamanı tətbiq edilir və istehsalçının fabrikinin, istehsal tarixinin və dəyişikliyinin identifikatoru kimi xidmət edir. Bu məlumat böyük istehsalçılar üçün əməliyyat zamanı elementlərin keyfiyyətinə daha çox nəzarət etmək və iddialar olduqda problemin səbəbini tapa bilmək üçün lazımdır. Özünüzü başa düşdüyünüz kimi, sənətkarlıq şəraitində elementlər istehsal edənlər üçün belə bir əməliyyatın mənası yoxdur.
Ən məşhur element istehsalçılarının sınaqlarına baxmaq üçün bu linkləri izləyin:

• http://www.zeva.com.au/tech/LiFePO4.php

Yeri gəlmişkən, yoxlamaların nəticələrinə görə maraqlı olan, demək olar ki, bütün istehsalçılar tutumun mövcud olduğundan daha çox olduğunu bəyan edirlər (yalnız istisna A123 sistemidir), Huanyu isə ümumiyyətlə elan ediləndən dörddə bir azdır.

gözlənilməz kəşf

A123 Systems qeyri-adi şirkətdir. Onun adi mühəndisdən tutmuş prezidentə qədər işçiləri söhbətlərində bu günlərdə tez-tez eşidilməyən bir cümləni təkrarlayırlar: “Biz ancaq yolun başlanğıcındayıq. Buna sona qədər əməl etməklə dünyanı alt-üst edəcəyik!” A123 Sistemlərinin tarixi 2000-ci ilin sonunda Massaçusets Texnologiya İnstitutundan (MIT) professor Yeet Ming Changın laboratoriyasında başladı. Uzun müddət Li-ion texnologiyası üzərində işləyən Çanq, az qala təsadüfən heyrətləndirici bir hadisə kəşf etdi. Elektrod materiallarının kolloid məhluluna müəyyən təsir göstərərək, batareyanın strukturu özünü çoxaltmağa başladı! Cazibə və itələmə qüvvələri bir çox amillərdən - hissəciklərin ölçüsündən, formasından və sayından, elektrolitin xüsusiyyətlərindən, elektromaqnit sahəsindən və temperaturdan asılı idi. Çanq elektrod nanomateriallarının fiziki-kimyəvi xassələrinin təfərrüatlı tədqiqatlarını aparmış və kortəbii özünütəşkiletmə prosesinin başlanması üçün əsas parametrləri müəyyən etmişdir. Nəticədə yaranan batareyalar adi litium-kobaltat batareyalarından üçdə bir yüksək xüsusi tutuma malik idi və yüzlərlə şarj-boşaltma dövrünə tab gətirdi. Təbii şəkildə yaradılmış elektrodların mikro strukturu ümumi aktiv səth sahəsini böyüklük sırası ilə artırmağa və ion mübadiləsini sürətləndirməyə imkan verdi ki, bu da öz növbəsində batareyanın tutumunu və məhsuldarlığını artırdı.

Çanq üsuluna görə özünü təşkili belədir: gələcək akkumulyatorun vəziyyətinə kobalt oksidi və qrafit nanohissəciklərinin qarışığı qoyulur, elektrolit əlavə edilir və lazımi xarici şərait yaradılır - temperatur, elektromaqnit sahəsi və təzyiq. Kobalt oksidi hissəcikləri bir-birinə cəlb olunur, lakin qrafit hissəcikləri itələnir. Proses cazibə və itələmə qüvvələri tarazlığa çatana qədər davam edir. Nəticədə interfaza-elektrolitlə tamamilə ayrılmış anod-katod cütü əmələ gəlir. Çanq nanohissəciklərin eyni ölçülərinə görə laboratoriyada müəyyən edilmiş tutum və performans parametrlərinə malik batareya nümunələrini yarada bildi. Bu hadisənin sonrakı tədqiqi və onun əsasında istehsal texnologiyasının inkişafı fantastik perspektivlər vəd edirdi. Çanqın hesablamalarına görə, akkumulyatorların tutumu mövcud analoqlarla müqayisədə iki dəfə artırıla, dəyəri isə iki dəfə azaldıla bilərdi. Özünü təşkil etmə üsulu, kibrit başlığından daha kiçik istənilən formalı batareyaları, o cümlədən birbaşa cari istehlakçıların özləri içərisində yaratmağa imkan verdi.

Böyük biznesə addım atın

O zaman elektrokimyaçı mühəndis Bart Rayli geniş çeşiddə yarımkeçiricilər istehsal edən American Semiconductor şirkətində işləyirdi. O, Çanqla uzun müddət tanışlığı və ümumi elmi maraqları ilə bağlı idi. Çanq Riliyə gözlənilməz kəşfi haqqında danışanda, özünü təşkil etmə fenomeninə əsaslanan bir iş yaratmaq ideyası demək olar ki, dərhal yarandı. Ancaq nə birinin, nə də digərinin şirkətlərin necə yaradıldığı barədə məlumatı yox idi. A123 Systems-in üçüncü təsisçisi yaxşı ideyaları böyük pula çevirmək bacarığına malik olan sahibkar Rik Fulap idi. 26 yaşına qədər Fulap sıfırdan beş şirkət yaratmağı və böyük biznesin açıq sahələrinə çıxmağı bacardı. Bir gün MIT elmi jurnalında Fulap professor Çanqın litium-ion texnologiyası ilə bağlı məqaləsinə rast gəldi. Oxuduğu heç nə anlamayan Rik professorun telefon nömrəsini yığdı. Karbon nanolif biznesinə girmək təklifinə cavab olaraq Çanq cavab verdi ki, daha yaxşı ideyası var və Fulap səhərə qədər yata bilmədi.

Əvvəla, tərəfdaşlar MIT-dən akkumulyatorun özünü təşkili texnikasının sənaye istifadəsi üçün lisenziya almağa və Chang laboratoriyasında əldə edilən katod materialı - litium dəmir fosfat hüquqlarını geri almağa müvəffəq oldular. Özünü təşkil etmə fenomeni ilə heç bir əlaqəsi yox idi, lakin Fulap Li-Fe hüquqlarının zərər verməyəcəyinə qərar verdi. Yaxşılığı boşa verməyin! Bundan əlavə, Chang Li-Fe üzərində tədqiqatları davam etdirmək üçün xüsusi qrant aldı. 2001-ci ilin sentyabrında Rik Fulap artıq pul yığmaq üçün vəsait axtarışında vençur kapitalı fondlarında rouminq edirdi. Li-ion batareyaları üçün fantastik bazar perspektivləri haqqında getdikcə daha çox mətbuat xəbərləri ilə sərmayəçilər arasında rəqabət yaratmağı bacardı.

Artıq 2001-ci ilin dekabrında şirkətin hesablarına ilk 8 milyon dollar daxil olub.Layihə üzərində işə başladıqdan 4 ay sonra, 2002-ci ilin aprelində mobil elektronika bazarının liderləri Motorola və Qualcomm yeni texnologiyada böyük potensial görərək biznesə daxil olublar. . Bart Rayli təbəssümlə xatırlayır ki, hansısa konfransda Fulap Qualcomm-un vitse-prezidenti Paul Jacobs-un yanına atılıb. Bir dəqiqə ərzində, az qala Ceykobsu pencəyinin ətəyindən tutaraq, Rik ona A123 texnologiyasının rəqibləri ilə müqayisədə üstünlüklərini başa düşülən şəkildə izah edə bildi və bir neçə saniyədən sonra o, sualı boş yerə qoydu - bu gün sərmayə qoyun, sabah bu olacaq. çox gec! Və bir neçə gündən sonra Jacobs düzgün qərar verdi. Tezliklə A123-ün investorları arasında Google və Yahoo, General Electric, Procter & Gamble və bir çox digər böyük şirkətlərin pulu ilə yaradılan məşhur Sequoia Capital şirkəti də var idi.

ehtiyat paraşüt

2003-cü ilin əvvəlində iş dayanmışdı. Məlum oldu ki, perspektivli texnologiya yalnız qismən işləyir - özünü təşkil etmə prosesi qeyri-sabit oldu. Hissəciklərin ölçülərinə və xassələrinə görə vahid elektrod nanomateriallarının alınması texnologiyası ilə bağlı ciddi çətinliklər yarandı. Nəticədə, məhsulun performansı əladan dəyərsizə qədər "üzədi". Alınan batareyaların xidmət müddəti elektrodların kristal şəbəkəsinin zəifliyi səbəbindən mövcud analoqlardan əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi. Sadəcə bir neçə boşalma dövründə çökdü. Çanq başa düşdü ki, ideal batareyalar üçün sənaye texnologiyasının yaradılması hələ çox uzaqdadır. Layihə tikişlərdə çatladı...

O vaxta qədər litium ferrofosfat üzərində aparılan işlər gözlənilməz nəticələr vermişdi. Əvvəlcə dəmir fosfatın elektrik xüsusiyyətləri çox təvazökar görünürdü. Li-Fe-nin LiCoO2-dən üstün cəhətləri onun qeyri-toksikliyi, aşağı qiyməti və istiliyə daha az həssaslığı idi. Qalanlarında ferrofosfat kobaltatdan əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi - enerji istehlakı baxımından 20%, məhsuldarlıq və iş dövrlərinin sayına görə 30%. Bu o deməkdir ki, əsas Li-Fe katodlu batareya tutumun böyük əhəmiyyət kəsb etdiyi mobil elektronika üçün uyğun deyildi. Ferrofosfat dərin modifikasiya tələb edirdi. Chang elektrod strukturuna niobium və digər metalları əlavə etməklə və fərdi Li-Fe hissəciklərinin ölçüsünü yüz nanometrə qədər azaltmaqla təcrübə aparmağa başladı. Və material sözün həqiqi mənasında dəyişdi! Aktiv səth sahəsinin minlərlə dəfə artması və qızıl və misin tətbiqi ilə elektrik keçiriciliyinin yaxşılaşması səbəbindən nanostrukturlu Li-Fe-dən hazırlanmış katodlu batareyalar boşalma cərəyanlarında adi kobalt batareyalarını on dəfə üstələyib. Elektrodların kristal quruluşu zamanla praktiki olaraq köhnəlmədi. Metal əlavələr onu gücləndirdi, çünki armatur betonu gücləndirir, buna görə də batareya dövrünün sayı on dəfədən çox artdı - 7000-ə qədər! Əslində, belə bir akkumulyator işlətdiyi cihazların bir neçə nəslini davam etdirməyə qadirdir. Bundan əlavə, Li-Fe üçün istehsal texnologiyasında yeni heç nə yaradılmamalı idi. Bu, Riley, Chang və Fulap-ın hazırladığı məhsulun dərhal kütləvi istehsala hazır olması demək idi.

"Əgər siz məhdud maliyyə ilə kiçik bir şirkətsinizsə, adətən bir şeyə diqqət yetirirsiniz" dedi Riley. – Amma məlum oldu ki, cibimizdə iki fikir var! İnvestorlar layihənin orijinal mövzusu üzərində işi davam etdirməyi və nanofosfatı daha yaxşı vaxta qədər tərk etməyi tələb etdilər. Amma biz öz işimizi etdik. Yeni istiqamətə kiçik bir mühəndislər qrupu göndərdik. Onlara konkret məqsəd qoyulmuşdu – katod nanomateriallarının sənaye istehsalı texnologiyasını inkişaf etdirmək”. Sonradan məlum olduğu kimi, bu inadkar qərar bütün layihəni dağılmaqdan xilas etdi. Nanofosfatla bağlı ilk aşkar uğurlardan sonra, özünütəşkilat üzərində sonrakı işlər dayandırıldı, lakin unudulmadı. Axı tarix nə vaxtsa tam əksini təkrarlaya bilər.

sənaye nəhəngi

Bundan bir ay sonra A123 məşhur Black & Decker şirkəti ilə taleyüklü müqavilə bağladı. Məlum oldu ki, Black & Decker bir neçə ildir ki, yeni nəsil tikinti elektrik alətləri - mobil və güclü portativ qurğular hazırlayır. Lakin uyğun cərəyan mənbəyi olmadığı üçün yeni maddələrin tətbiqi gecikdi. NiMH və NiCd batareyaları çəki, ölçü və performans baxımından şirkət üçün uyğun deyildi. Adi Li-ion batareyaları kifayət qədər tutumlu idi, lakin yüksək yük cərəyanı təmin etmirdi və tez boşaldıqda o qədər qızırdılar ki, alov ala bildilər. Bundan əlavə, onları doldurmaq üçün lazım olan vaxt çox uzun idi və portativ alət həmişə hazır olmalı idi. A123 batareyaları bu məqsəd üçün ideal idi. Onlar çox yığcam, güclü və tamamilə təhlükəsiz idilər. 80% tutumla doldurulma müddəti cəmi 12 dəqiqə idi və pik yüklərdə Li-Fe batareyaları şəbəkə alətlərinin gücünü üstələyən güc inkişaf etdirdi! Bir sözlə, Black & Decker tam olaraq axtardıqlarını tapdı.

O vaxta qədər A123-ün yalnız bir qəpik ölçüsündə prototip batareyası var idi və Black & Decker milyonlarla faktiki batareyaya ehtiyac duyurdu. Fulap və Riley öz istehsal sahələrini yaratmaqda böyük iş gördülər və müqavilə imzaladıqdan bir il sonra Çində bazara çıxarılan məhsulların kütləvi istehsalına başladılar. Black & Decker ilə müqavilədə Fulap-ın enerjisi və sürücüsü A123-ə ən qısa müddətdə böyük sənaye klipinə girməyə imkan verdi. Altı ildən az müddətdə Massaçusetsdə yerləşən şirkət təmiz ideyadan altı fabrik və 900 işçi heyəti olan böyük tədqiqat və istehsal kompleksinə çevrildi. Bu gün A123 Systems elektrokimya sahəsində 120 patent və patent müraciətinə malikdir və onun litium-ion texnologiya tədqiqat mərkəzi Şimali Amerikada ən yaxşı hesab olunur.

Lakin şirkət bununla kifayətlənmir. Son il yarım ərzində orijinal nanofosfatın xassələri köklü surətdə yaxşılaşdırılıb və elektrolitlərin yeni növləri hazırlanıb. Daha təkmil və etibarlı elektron şarj idarəetmə sistemləri yaradılmışdır. Texnologiyanın müxtəlif sahələrində istifadə üçün akkumulyator paketlərinin bir neçə dizaynı hazırlanmışdır. Lakin irəliyə doğru əsas addım, əlbəttə ki, gələcək Chevrolet Volt hibrid avtomobili üçün akkumulyatorun hazırlanmasıdır.