టెస్లా తన 2021 క్యూ3 నివేదికలలో, తమ వాహనాలలో LiFePO4 బ్యాటరీలను కొత్త ప్రమాణంగా మార్చనున్నట్లు ప్రకటించింది. అయితే, అసలు ఈ LiFePO4 బ్యాటరీలు అంటే ఏమిటి?
న్యూయార్క్, యూఎస్ఏ, మే 26, 2022 /EINPresswire.com / — ఇవి లి-అయాన్ బ్యాటరీలకు మెరుగైన ప్రత్యామ్నాయమా? ఈ బ్యాటరీలు ఇతర బ్యాటరీల నుండి ఎలా విభిన్నంగా ఉంటాయి?
LiFePO4 బ్యాటరీల పరిచయం
లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LFP) బ్యాటరీ అనేది వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ రేట్లు కలిగిన ఒక లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ. ఇది రీఛార్జ్ చేయగల బ్యాటరీ, దీనిలో LiFePO4 క్యాథోడ్గా మరియు లోహపు ఆధారం కలిగిన గ్రాఫైటిక్ కార్బన్ ఎలక్ట్రోడ్ ఆనోడ్గా ఉంటాయి.
LiFePO4 బ్యాటరీలు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే తక్కువ శక్తి సాంద్రతను మరియు తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్లను కలిగి ఉంటాయి. ఇవి క్షితిజ సమాంతర వక్రతలతో తక్కువ డిశ్చార్జ్ రేటును కలిగి ఉంటాయి మరియు Li-అయాన్ కంటే సురక్షితమైనవి. ఈ బ్యాటరీలను లిథియం ఫెర్రోఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీలు అని కూడా పిలుస్తారు.
LiFePO4 బ్యాటరీల ఆవిష్కరణ
LiFePO4 బ్యాటరీలను జాన్ బి. గూడెనఫ్ మరియు అరుముగం మంతిరం కనుగొన్నారు. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ఉపయోగించే పదార్థాలను నిర్ధారించిన వారిలో వీరు మొదటివారు. యానోడ్ పదార్థాలు తక్షణమే షార్ట్-సర్క్యూట్ అయ్యే స్వభావం కలిగి ఉండటం వల్ల, అవి లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు అనువైనవి కావు.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ క్యాథోడ్లతో పోలిస్తే క్యాథోడ్ పదార్థాలు మెరుగ్గా ఉన్నాయని శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు. ఇది ముఖ్యంగా LiFePO4 బ్యాటరీ రకాల్లో స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. అవి స్థిరత్వాన్ని, వాహకత్వాన్ని పెంచడంతో పాటు అనేక ఇతర అంశాలను కూడా మెరుగుపరుస్తాయి.
ఈ రోజుల్లో, LiFePO4 బ్యాటరీలు సర్వత్రా కనిపిస్తాయి మరియు పడవలు, సౌర వ్యవస్థలు, వాహనాలతో సహా వివిధ అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నాయి. LiFePO4 బ్యాటరీలు కోబాల్ట్ రహితమైనవి మరియు చాలా ప్రత్యామ్నాయాల కంటే తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నవి. ఇది విషరహితమైనది మరియు ఎక్కువ కాలం నిల్వ ఉంటుంది.
LFP బ్యాటరీ స్పెసిఫికేషన్లు -
LFP బ్యాటరీలలో బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థల పనితీరు
LFP బ్యాటరీలు కేవలం అనుసంధానించబడిన సెల్లతో మాత్రమే కూడి ఉండవు; బ్యాటరీ సురక్షిత పరిమితుల్లో ఉండేలా చూసే ఒక వ్యవస్థ వాటిలో ఉంటుంది. బ్యాటరీ మేనేజ్మెంట్ సిస్టమ్ (BMS) భద్రతను నిర్ధారించడానికి మరియు బ్యాటరీ జీవితకాలాన్ని పొడిగించడానికి, ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో బ్యాటరీని సంరక్షిస్తుంది, నియంత్రిస్తుంది మరియు పర్యవేక్షిస్తుంది.
LFP బ్యాటరీలలో బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థల పనితీరు -
లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ సెల్లు ఎక్కువ సహనశక్తిని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఛార్జింగ్ సమయంలో అవి ఓవర్వోల్టేజ్కు గురయ్యే అవకాశం ఉంది, దీనివల్ల వాటి పనితీరు తగ్గుతుంది. క్యాథోడ్కు ఉపయోగించిన పదార్థం క్షీణించి, దాని స్థిరత్వాన్ని కోల్పోయే అవకాశం ఉంది. BMS ప్రతి సెల్ యొక్క అవుట్పుట్ను నియంత్రిస్తుంది మరియు బ్యాటరీ యొక్క గరిష్ట వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉండేలా చూస్తుంది.
ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు క్షీణించే కొద్దీ, అండర్వోల్టేజ్ ఒక తీవ్రమైన సమస్యగా మారుతుంది. ఏదైనా సెల్ వోల్టేజ్ నిర్దిష్ట పరిమితి కంటే తక్కువకు పడిపోతే, BMS బ్యాటరీని సర్క్యూట్ నుండి డిస్కనెక్ట్ చేస్తుంది. ఇది ఓవర్కరెంట్ పరిస్థితిలో బ్యాక్స్టాప్గా కూడా పనిచేస్తుంది మరియు షార్ట్-సర్క్యూటింగ్ సమయంలో దాని ఆపరేషన్ను నిలిపివేస్తుంది.
LiFePO4 బ్యాటరీలు vs. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు
LiFePO4 బ్యాటరీలు గడియారాల వంటి ధరించగలిగే పరికరాలకు అనువైనవి కావు. ఇతర లిథియం బ్యాటరీలతో పోలిస్తే వీటి శక్తి సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, సౌరశక్తి వ్యవస్థలు, RVలు, గోల్ఫ్ కార్ట్లు, బాస్ బోట్లు మరియు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్సైకిళ్లకు ఇవి ఉత్తమమైనవి.
★ఈ బ్యాటరీల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాల్లో ఒకటి వాటి సైకిల్ లైఫ్.
ఈ బ్యాటరీలు ఇతర వాటి కంటే 4 రెట్ల కంటే ఎక్కువ కాలం పనిచేస్తాయి. ఇవి సురక్షితమైనవి మరియు 100% డెప్త్ ఆఫ్ డిశ్చార్జ్ వరకు చేరుకోగలవు, అంటే వీటిని మరింత సుదీర్ఘ కాలం పాటు ఉపయోగించుకోవచ్చు.
ఈ బ్యాటరీలు లి-అయాన్ బ్యాటరీలకు మెరుగైన ప్రత్యామ్నాయం కావడానికి గల అదనపు కారణాలు కింద ఇవ్వబడ్డాయి.
★తక్కువ ధర
భారీ స్థాయిలో తవ్వితీసే ఇనుము మరియు ఫాస్ఫరస్తో LFP బ్యాటరీలు తయారవుతాయి, మరియు ఇవి చవకైనవి. నికెల్ అధికంగా ఉండే NMC బ్యాటరీలతో పోలిస్తే, LFP బ్యాటరీల ధర కిలోగ్రాముకు 70 శాతం వరకు తక్కువగా ఉంటుందని అంచనా. దీని రసాయన కూర్పు ధర విషయంలో ఒక ప్రయోజనాన్ని అందిస్తుంది. 2020లో మొదటిసారిగా, LFP బ్యాటరీల సెల్ ధరలు $100/kWh కంటే తక్కువకు పడిపోయాయి.
★తక్కువ పర్యావరణ ప్రభావం
LFP బ్యాటరీలలో ఖరీదైనవి మరియు పర్యావరణంపై తీవ్ర ప్రభావం చూపే నికెల్ లేదా కోబాల్ట్ ఉండవు. ఈ బ్యాటరీలు రీఛార్జ్ చేయదగినవి, ఇది వాటి పర్యావరణ అనుకూలతను తెలియజేస్తుంది.
★ మెరుగైన సామర్థ్యం మరియు పనితీరు
LFP బ్యాటరీలు వాటి సుదీర్ఘ జీవితకాలానికి ప్రసిద్ధి చెందాయి, అందువల్ల కాలక్రమేణా నమ్మకమైన మరియు స్థిరమైన పవర్ అవుట్పుట్ అవసరమయ్యే అప్లికేషన్లకు ఇవి ఒక ప్రముఖ ఎంపికగా నిలుస్తాయి. ఇతర లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే ఈ బ్యాటరీలలో సామర్థ్యం తగ్గే రేటు నెమ్మదిగా ఉంటుంది, ఇది దీర్ఘకాలంలో వాటి పనితీరును కాపాడుకోవడానికి సహాయపడుతుంది. అదనంగా, వీటికి తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా అంతర్గత నిరోధకత తక్కువగా ఉండి, ఛార్జ్/డిశ్చార్జ్ వేగం వేగంగా ఉంటుంది.
★ మెరుగైన భద్రత మరియు స్థిరత్వం
LFP బ్యాటరీలు ఉష్ణపరంగా మరియు రసాయనికంగా స్థిరంగా ఉంటాయి, అందువల్ల అవి పేలిపోయే లేదా మంటలు అంటుకునే అవకాశం తక్కువ. నికెల్ అధికంగా ఉండే NMC తో పోలిస్తే LFP ఆరవ వంతు వేడిని మాత్రమే ఉత్పత్తి చేస్తుంది. LFP బ్యాటరీలలో Co-O బంధం బలంగా ఉండటం వల్ల, షార్ట్-సర్క్యూట్ అయినా లేదా అధిక వేడికి గురైనా ఆక్సిజన్ పరమాణువులు మరింత నెమ్మదిగా విడుదలవుతాయి. అంతేకాకుండా, పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన సెల్స్లో లిథియం ఏదీ మిగిలి ఉండదు, అందువల్ల ఇతర లిథియం సెల్స్లో కనిపించే ఉష్ణమోచక చర్యలతో పోలిస్తే ఇవి ఆక్సిజన్ నష్టాన్ని అధికంగా నిరోధిస్తాయి.
★చిన్నది మరియు తేలికైనది
LFP బ్యాటరీలు లిథియం మాంగనీస్ ఆక్సైడ్ బ్యాటరీల కంటే దాదాపు 50% తేలికైనవి. అవి లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే 70% వరకు తేలికైనవి. మీరు వాహనంలో LiFePO4 బ్యాటరీని ఉపయోగించినప్పుడు, మీరు తక్కువ గ్యాస్ వాడతారు మరియు మరింత సులభంగా వాహనాన్ని నడపగలుగుతారు. అవి చిన్నవిగా మరియు కాంపాక్ట్గా కూడా ఉంటాయి, దీనివల్ల మీరు మీ స్కూటర్, పడవ, RV లేదా పారిశ్రామిక అవసరాల కోసం స్థలాన్ని ఆదా చేసుకోవచ్చు.
LiFePO4 బ్యాటరీలు vs. నాన్-లిథియం బ్యాటరీలు
లిథియం-యేతర బ్యాటరీలకు అనేక ప్రయోజనాలు ఉన్నప్పటికీ, పాత సాంకేతికత ఖరీదైనది మరియు తక్కువ సామర్థ్యం గలది కాబట్టి, కొత్త LiFePo4 బ్యాటరీల సామర్థ్యాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని మధ్యకాలంలో వాటి స్థానంలో కొత్తవి వచ్చే అవకాశం ఉంది.
☆లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు
లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు మొదట్లో తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నవిగా అనిపించినప్పటికీ, దీర్ఘకాలంలో అవి మరింత ఖరీదైనవిగా మారతాయి. దీనికి కారణం, వాటికి తరచుగా నిర్వహణ మరియు మార్పిడి అవసరం కావడమే. LiFePO4 బ్యాటరీకి ఎటువంటి నిర్వహణ అవసరం లేకుండా 2-4 రెట్లు ఎక్కువ కాలం పనిచేస్తుంది.
☆జెల్ బ్యాటరీలు
LiFePO4 బ్యాటరీల వంటి జెల్ బ్యాటరీలకు తరచుగా రీఛార్జ్ చేయవలసిన అవసరం ఉండదు మరియు నిల్వ ఉంచినప్పుడు కూడా వాటి ఛార్జ్ తగ్గదు. కానీ జెల్ బ్యాటరీలు నెమ్మదిగా ఛార్జ్ అవుతాయి. అవి పాడైపోకుండా ఉండటానికి, పూర్తిగా ఛార్జ్ అయిన వెంటనే వాటిని డిస్కనెక్ట్ చేయాలి.
☆AGM బ్యాటరీలు
AGM బ్యాటరీలు 50% సామర్థ్యం కంటే తక్కువకు పడిపోయినప్పుడు పాడయ్యే ప్రమాదం ఎక్కువగా ఉండగా, LiFePO4 బ్యాటరీలను పాడయ్యే ప్రమాదం లేకుండా పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ చేయవచ్చు. అంతేకాకుండా, వాటిని నిరంతరం పనిచేసే స్థితిలో ఉంచడం కష్టం.
LiFePO4 బ్యాటరీల కోసం అప్లికేషన్లు
LiFePO4 బ్యాటరీలకు అనేక విలువైన అనువర్తనాలు ఉన్నాయి, వాటిలో కొన్ని:
●చేపలు పట్టే పడవలు మరియు కయాక్లు: తక్కువ ఛార్జింగ్ సమయం మరియు ఎక్కువ రన్టైమ్తో మీరు నీటిపై ఎక్కువ సమయం గడపవచ్చు. తక్కువ బరువు సులభమైన నిర్వహణను అందిస్తుంది మరియు తీవ్రమైన చేపలు పట్టే పోటీల సమయంలో స్పీడ్ బంప్గా పనిచేస్తుంది.
●మొబిలిటీ స్కూటర్లు మరియు మోపెడ్లు: మీ వేగాన్ని తగ్గించే అనవసరమైన బరువు ఏదీ ఉండదు. అప్పటికప్పుడు చేసే ప్రయాణాలకు, మీ బ్యాటరీ పాడవకుండా ఉండేందుకు దానిని పూర్తి సామర్థ్యం కంటే తక్కువగా ఛార్జ్ చేయండి.
● సౌర వ్యవస్థలు: సూర్యశక్తిని వినియోగించుకోవడానికి, జీవితం మిమ్మల్ని ఎక్కడికి తీసుకెళ్లినా (పర్వతం పైకి లేదా గ్రిడ్ లేని ప్రదేశానికి అయినా సరే) తేలికైన LiFePO4 బ్యాటరీలను మీతో తీసుకెళ్లండి.
●వాణిజ్య ఉపయోగం: ఇవి అత్యంత సురక్షితమైన, దృఢమైన లిథియం బ్యాటరీలు, అందువల్ల ఇవి ఫ్లోర్ మెషీన్లు, లిఫ్ట్గేట్లు మరియు మరిన్ని పారిశ్రామిక అనువర్తనాలకు ఆదర్శంగా ఉంటాయి.
అంతేకాకుండా, లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీలు ఫ్లాష్లైట్లు, ఎలక్ట్రానిక్ సిగరెట్లు, రేడియో పరికరాలు, అత్యవసర లైటింగ్ మరియు ఇతర వస్తువుల వంటి అనేక ఇతర పరికరాలకు శక్తిని అందిస్తాయి.
విస్తృత స్థాయి LFP అమలుకు అవకాశాలు
ప్రత్యామ్నాయాలతో పోలిస్తే LFP బ్యాటరీలు తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నవి మరియు మరింత స్థిరమైనవి అయినప్పటికీ, వాటి విస్తృత వినియోగానికి శక్తి సాంద్రత ఒక ముఖ్యమైన అడ్డంకిగా ఉంది. LFP బ్యాటరీలకు శక్తి సాంద్రత చాలా తక్కువగా, 15 నుండి 25% మధ్య ఉంటుంది. అయితే, షాంఘైలో తయారైన మోడల్ 3లో ఉపయోగించినటువంటి మందపాటి ఎలక్ట్రోడ్లను వాడటంతో ఈ పరిస్థితి మారుతోంది; దీని శక్తి సాంద్రత లీటరుకు 359Whగా ఉంది.
LFP బ్యాటరీల సుదీర్ఘ జీవితకాలం కారణంగా, అవి దాదాపు సమానమైన బరువు గల లి-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. దీని అర్థం, కాలక్రమేణా ఈ బ్యాటరీల శక్తి సాంద్రత మరింత సారూప్యంగా మారుతుంది.
సామూహిక వినియోగానికి మరో అడ్డంకి ఏమిటంటే, అనేక LFP పేటెంట్ల కారణంగా చైనా మార్కెట్పై ఆధిపత్యం చెలాయించింది. ఈ పేటెంట్ల గడువు ముగియడంతో, వాహన తయారీ మాదిరిగానే LFP ఉత్పత్తి కూడా స్థానికీకరించబడుతుందని ఊహాగానాలు ఉన్నాయి.
ఫోర్డ్, వోక్స్వ్యాగన్ మరియు టెస్లా వంటి ప్రధాన ఆటోమొబైల్ తయారీదారులు నికెల్ లేదా కోబాల్ట్ ఫార్ములేషన్ల స్థానంలో ఈ సాంకేతికతను ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు. టెస్లా తన త్రైమాసిక అప్డేట్లో చేసిన ఇటీవలి ప్రకటన ఆరంభం మాత్రమే. అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు రేంజ్ను కలిగి ఉండే తన 4680 బ్యాటరీ ప్యాక్పై కూడా టెస్లా ఒక సంక్షిప్త అప్డేట్ను అందించింది. మరిన్ని సెల్లను కుదించి, తక్కువ శక్తి సాంద్రతను అమర్చడానికి టెస్లా “సెల్-టు-ప్యాక్” నిర్మాణాన్ని ఉపయోగించే అవకాశం కూడా ఉంది.
దాని వయస్సు ఉన్నప్పటికీ,ఎల్ఎఫ్పిమరియు సామూహిక EV వినియోగాన్ని వేగవంతం చేయడంలో బ్యాటరీ ఖర్చుల తగ్గింపు కీలక పాత్ర పోషించవచ్చు. 2023 నాటికి, లిథియం-అయాన్ ధరలు $100/kWhకు చేరువయ్యే అవకాశం ఉంది. కేవలం ధరపైనే కాకుండా, సౌలభ్యం లేదా రీఛార్జ్ సమయం వంటి అంశాలపై దృష్టి పెట్టడానికి LFPలు వాహన తయారీదారులకు వీలు కల్పించవచ్చు.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: జూన్-24-2022