ટેસ્લાના 2021 ના Q3 અહેવાલોમાં તેના વાહનોમાં નવા ધોરણ તરીકે LiFePO4 બેટરી તરફ સંક્રમણની જાહેરાત કરવામાં આવી હતી. પરંતુ LiFePO4 બેટરી ખરેખર શું છે?
ન્યુ યોર્ક, ન્યુ યોર્ક, યુએસએ, 26 મે, 2022 /EINPresswire.com / — શું તે લીથિયમ-આયન બેટરીનો વધુ સારો વિકલ્પ છે? આ બેટરીઓ અન્ય બેટરીઓથી કેવી રીતે અલગ પડે છે?
LiFePO4 બેટરીનો પરિચય
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) બેટરી એ લિથિયમ-આયન બેટરી છે જે ઝડપી ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ દર ધરાવે છે. તે એક રિચાર્જેબલ બેટરી છે જેમાં LiFePO4 કેથોડ તરીકે અને ગ્રાફિટિક કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે મેટાલિક બેકિંગ સાથે છે.
LiFePO4 બેટરીમાં લિથિયમ-આયન બેટરી કરતા ઓછી ઉર્જા ઘનતા અને ઓછા ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ હોય છે. તેમનો ડિસ્ચાર્જ દર આડા વળાંકો સાથે ઓછો હોય છે અને તે Li-આયન કરતા વધુ સુરક્ષિત હોય છે. આ બેટરીઓને લિથિયમ ફેરોફોસ્ફેટ બેટરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
LiFePO4 બેટરીની શોધ
LiFePO4 બેટરીની શોધ જોન બી. ગુડઈનફ અને અરુમુગમ મંથિરામ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. લિથિયમ-આયન બેટરીમાં વપરાતી સામગ્રી નક્કી કરનારા તેઓ સૌપ્રથમ હતા. એનોડ સામગ્રી લિથિયમ-આયન બેટરી માટે આદર્શ નથી કારણ કે તેમાં તાત્કાલિક શોર્ટ-સર્કિટ થવાની વૃત્તિ હોય છે.
વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ્સની તુલનામાં કેથોડ મટિરિયલ્સ વધુ સારા છે. આ ખાસ કરીને LiFePO4 બેટરી વેરિઅન્ટ્સમાં નોંધપાત્ર છે. તેઓ સ્થિરતા અને વાહકતા વધારે છે અને અન્ય વિવિધ પાસાઓમાં સુધારો કરે છે.
આજકાલ, LiFePO4 બેટરી દરેક જગ્યાએ જોવા મળે છે અને તેનો ઉપયોગ વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં થાય છે, જેમાં બોટ, સોલાર સિસ્ટમ અને વાહનોનો સમાવેશ થાય છે. LiFePO4 બેટરી કોબાલ્ટ-મુક્ત છે અને મોટાભાગના વિકલ્પો કરતાં ઓછી ખર્ચાળ છે. તે બિન-ઝેરી છે અને લાંબા સમય સુધી ટકી રહે છે.
LFP બેટરી સ્પષ્ટીકરણો -
LFP બેટરીમાં બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સનું કાર્ય
LFP બેટરી ફક્ત કનેક્ટેડ કોષોથી બનેલી નથી; તેમની પાસે એક સિસ્ટમ છે જે ખાતરી કરે છે કે બેટરી સુરક્ષિત મર્યાદામાં રહે છે. બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (BMS) સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરવા અને બેટરી લાઇફ વધારવા માટે ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં બેટરીનું રક્ષણ, નિયંત્રણ અને દેખરેખ રાખે છે.
LFP બેટરીમાં બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સનું કાર્ય -
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કોષો વધુ સહિષ્ણુ હોવા છતાં, ચાર્જિંગ દરમિયાન તેઓ ઓવરવોલ્ટેજ માટે સંવેદનશીલ હોય છે, જે કામગીરી ઘટાડે છે. કેથોડમાં ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી સંભવિત રીતે બગડી શકે છે અને તેની સ્થિરતા ગુમાવી શકે છે. BMS દરેક કોષના આઉટપુટને નિયંત્રિત કરે છે અને ખાતરી કરે છે કે બેટરીનો મહત્તમ વોલ્ટેજ જાળવવામાં આવે.
જેમ જેમ ઇલેક્ટ્રોડ મટિરિયલ્સ ઘટતા જાય છે, તેમ તેમ અંડરવોલ્ટેજ એક ગંભીર ચિંતાનો વિષય બની જાય છે. જો કોઈપણ સેલનો વોલ્ટેજ ચોક્કસ થ્રેશોલ્ડથી નીચે જાય છે, તો BMS બેટરીને સર્કિટથી ડિસ્કનેક્ટ કરે છે. તે ઓવરકરન્ટ સ્થિતિમાં બેકસ્ટોપ તરીકે પણ કામ કરે છે અને શોર્ટ-સર્કિટિંગ દરમિયાન તેનું કાર્ય બંધ કરશે.
LiFePO4 બેટરી વિરુદ્ધ લિથિયમ-આયન બેટરી
LiFePO4 બેટરી ઘડિયાળો જેવા પહેરી શકાય તેવા ઉપકરણો માટે યોગ્ય નથી. તેમની ઉર્જા ઘનતા અન્ય કોઈપણ લિથિયમ બેટરી કરતા ઓછી છે. જોકે, તે સૌર ઉર્જા પ્રણાલીઓ, RVs, ગોલ્ફ કાર્ટ, બાસ બોટ અને ઇલેક્ટ્રિક મોટરસાયકલ માટે શ્રેષ્ઠ વસ્તુ છે.
★આ બેટરીઓનો એક મુખ્ય ફાયદો તેમની સાયકલ લાઇફ છે.
આ બેટરીઓ અન્ય બેટરીઓ કરતા 4 ગણી વધુ સમય સુધી ટકી શકે છે. તે વધુ સુરક્ષિત છે અને ડિસ્ચાર્જની 100% ઊંડાઈ સુધી પહોંચી શકે છે, જેનો અર્થ એ છે કે તેનો ઉપયોગ લાંબા સમય સુધી થઈ શકે છે.
નીચે આપેલા વધારાના કારણો છે કે શા માટે આ બેટરીઓ લિથિયમ-આયન બેટરીનો વધુ સારો વિકલ્પ છે.
ઓછી કિંમત
LFP બેટરીઓ આયર્ન અને ફોસ્ફરસથી બનેલી હોય છે, જે મોટા પાયે ખોદવામાં આવે છે અને સસ્તી હોય છે. LFP બેટરીની કિંમત નિકલથી ભરપૂર NMC બેટરી કરતાં પ્રતિ કિલો 70 ટકા ઓછી હોવાનો અંદાજ છે. તેની રાસાયણિક રચના ખર્ચમાં ફાયદો પૂરો પાડે છે. 2020 માં પ્રથમ વખત LFP બેટરી માટે સૌથી ઓછી નોંધાયેલ સેલ કિંમતો $100/kWh થી નીચે આવી ગઈ.
નાની પર્યાવરણીય અસર
LFP બેટરીમાં નિકલ કે કોબાલ્ટ હોતા નથી, જે મોંઘા હોય છે અને પર્યાવરણ પર મોટી અસર કરે છે. આ બેટરીઓ રિચાર્જ કરી શકાય તેવી છે જે તેમની પર્યાવરણીય મિત્રતા દર્શાવે છે.
સુધારેલ કાર્યક્ષમતા અને પ્રદર્શન
LFP બેટરીઓ તેમના લાંબા જીવનચક્ર માટે જાણીતી છે, જે તેમને એવા એપ્લિકેશનો માટે લોકપ્રિય પસંદગી બનાવે છે જેને સમય જતાં વિશ્વસનીય અને સુસંગત પાવર આઉટપુટની જરૂર હોય છે. આ બેટરીઓ અન્ય લિથિયમ-આયન બેટરીઓ કરતાં ધીમી ક્ષમતા નુકશાન દર અનુભવે છે, જે લાંબા ગાળે તેમના પ્રદર્શનને જાળવવામાં મદદ કરે છે. વધુમાં, તેમની પાસે ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ ઓછું છે, જેના પરિણામે આંતરિક પ્રતિકાર ઓછો થાય છે અને ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ ઝડપ ઝડપી બને છે.
ઉન્નત સલામતી અને સ્થિરતા
LFP બેટરીઓ થર્મલ અને રાસાયણિક રીતે સ્થિર હોય છે, તેથી તેમાં વિસ્ફોટ થવાની કે આગ લાગવાની શક્યતા ઓછી હોય છે. LFP નિકલથી ભરપૂર NMC કરતાં છઠ્ઠા ભાગની ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. LFP બેટરીઓમાં Co-O બોન્ડ વધુ મજબૂત હોવાથી, શોર્ટ-સર્કિટ અથવા વધુ ગરમ થવા પર ઓક્સિજન પરમાણુઓ વધુ ધીમેથી મુક્ત થાય છે. વધુમાં, સંપૂર્ણપણે ચાર્જ થયેલા કોષોમાં કોઈ લિથિયમ રહેતું નથી, જે તેમને અન્ય લિથિયમ કોષોમાં જોવા મળતી એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયાઓની તુલનામાં ઓક્સિજનના નુકસાન માટે ખૂબ પ્રતિરોધક બનાવે છે.
નાનું અને હલકું
LFP બેટરીઓ લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ બેટરી કરતા લગભગ 50% હળવી હોય છે. તે લીડ-એસિડ બેટરી કરતા 70% સુધી હળવી હોય છે. જ્યારે તમે વાહનમાં LiFePO4 બેટરીનો ઉપયોગ કરો છો, ત્યારે તમે ઓછો ગેસ વાપરો છો અને વધુ ચાલાકી અનુભવો છો. તે નાની અને કોમ્પેક્ટ પણ હોય છે, જેનાથી તમે તમારા સ્કૂટર, બોટ, RV અથવા ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન પર જગ્યા બચાવી શકો છો.
LiFePO4 બેટરી વિરુદ્ધ નોન-લિથિયમ બેટરી
નોન-લિથિયમ બેટરીના ઘણા ફાયદા છે પરંતુ જૂની ટેકનોલોજી ખર્ચાળ અને ઓછી કાર્યક્ષમ હોવાથી નવી LiFePo4 બેટરીની સંભાવનાને જોતાં મધ્ય-ગાળામાં તેને બદલવાની શક્યતા છે.
☆લીડ એસિડ બેટરી
લીડ-એસિડ બેટરી શરૂઆતમાં ખર્ચ-અસરકારક લાગે છે, પરંતુ લાંબા ગાળે તે વધુ ખર્ચાળ બને છે. આનું કારણ એ છે કે તેમને વધુ વારંવાર જાળવણી અને રિપ્લેસમેન્ટની જરૂર પડે છે. LiFePO4 બેટરી 2-4 ગણી લાંબી ચાલશે અને કોઈ જાળવણીની જરૂર રહેશે નહીં.
☆જેલ બેટરી
LiFePO4 બેટરીની જેમ, જેલ બેટરીઓને વારંવાર રિચાર્જ કરવાની જરૂર નથી હોતી અને સ્ટોરેજ દરમિયાન ચાર્જ ગુમાવતા નથી. પરંતુ જેલ બેટરી ધીમી ગતિએ ચાર્જ થાય છે. વિનાશ ટાળવા માટે તેમને સંપૂર્ણપણે ચાર્જ થતાંની સાથે જ ડિસ્કનેક્ટ કરવાની જરૂર છે.
☆AGM બેટરી
જ્યારે AGM બેટરીઓ 50% ક્ષમતાથી ઓછી ક્ષમતામાં નુકસાન થવાનું જોખમ વધારે હોય છે, ત્યારે LiFePO4 બેટરીઓ કોઈપણ નુકસાનના જોખમ વિના સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ થઈ શકે છે. ઉપરાંત, તેમને ચાલુ રાખવા મુશ્કેલ છે.
LiFePO4 બેટરી માટે અરજીઓ
LiFePO4 બેટરીમાં ઘણા મૂલ્યવાન ઉપયોગો છે, જેમાં શામેલ છે
● માછીમારી બોટ અને કાયક: ઓછા ચાર્જિંગ સમય અને લાંબા રનટાઇમ સાથે તમે પાણીમાં વધુ સમય વિતાવી શકો છો. ઓછા વજનથી માછીમારી સ્પર્ધાઓ દરમિયાન હેન્ડલિંગ સરળ બને છે અને સ્પીડ બમ્પ મળે છે.
● ગતિશીલ સ્કૂટર અને મોપેડ: તમારી ગતિ ધીમી કરવા માટે કોઈ ડેડ વેઇટ નથી. તમારી બેટરીને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના સ્વયંભૂ ટ્રિપ્સ માટે તેને સંપૂર્ણ ક્ષમતા કરતા ઓછા ચાર્જ કરો.
● સૌર રૂપરેખાંકનો: સૂર્યની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટે જીવન તમને જ્યાં પણ લઈ જાય (પર્વત ઉપર કે ગ્રીડની બહાર પણ) હળવા વજનની LiFePO4 બેટરીઓ સાથે રાખો.
● વાણિજ્યિક ઉપયોગ: આ સૌથી સુરક્ષિત, સૌથી મજબૂત લિથિયમ બેટરી છે જે તેમને ફ્લોર મશીનો, લિફ્ટગેટ્સ અને વધુ જેવા ઔદ્યોગિક ઉપયોગો માટે આદર્શ બનાવે છે.
વધુમાં, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી ફ્લેશલાઇટ, ઇલેક્ટ્રોનિક સિગારેટ, રેડિયો સાધનો, ઇમરજન્સી લાઇટિંગ અને અન્ય વસ્તુઓ જેવા ઘણા અન્ય ઉપકરણોને પાવર આપે છે.
વાઇડ-સ્કેલ LFP અમલીકરણ માટેની શક્યતાઓ
જ્યારે LFP બેટરીઓ ઓછી ખર્ચાળ અને વિકલ્પો કરતાં વધુ સ્થિર હોય છે, ત્યારે ઊર્જા ઘનતા વ્યાપકપણે અપનાવવામાં એક મહત્વપૂર્ણ અવરોધ રહી છે. LFP બેટરીઓમાં ઊર્જા ઘનતા ઘણી ઓછી હોય છે, જે 15 થી 25% ની વચ્ચે હોય છે. જો કે, શાંઘાઈ-નિર્મિત મોડેલ 3 માં ઉપયોગમાં લેવાતા જાડા ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને આ બદલાઈ રહ્યું છે, જેની ઊર્જા ઘનતા 359Wh/લિટર છે.
LFP બેટરીના લાંબા જીવનચક્રને કારણે, તેમની ક્ષમતા તુલનાત્મક વજન ધરાવતી Li-આયન બેટરી કરતાં વધુ હોય છે. આનો અર્થ એ થાય કે સમય જતાં આ બેટરીઓની ઊર્જા ઘનતા વધુ સમાન બનશે.
મોટા પાયે અપનાવવામાં બીજો અવરોધ એ છે કે LFP પેટન્ટની સંખ્યાને કારણે ચીન બજારમાં પ્રભુત્વ ધરાવે છે. જેમ જેમ આ પેટન્ટ સમાપ્ત થાય છે, તેમ તેમ એવી અટકળો ચાલી રહી છે કે વાહન ઉત્પાદનની જેમ LFP ઉત્પાદન પણ સ્થાનિક કરવામાં આવશે.
ફોર્ડ, ફોક્સવેગન અને ટેસ્લા જેવા મુખ્ય ઓટોમેકર્સ નિકલ અથવા કોબાલ્ટ ફોર્મ્યુલેશનને બદલીને ટેકનોલોજીનો વધુને વધુ ઉપયોગ કરી રહ્યા છે. ટેસ્લા દ્વારા તેના ત્રિમાસિક અપડેટમાં તાજેતરની જાહેરાત ફક્ત શરૂઆત છે. ટેસ્લાએ તેના 4680 બેટરી પેક પર સંક્ષિપ્ત અપડેટ પણ પ્રદાન કર્યું છે, જેમાં વધુ ઉર્જા ઘનતા અને શ્રેણી હશે. એ પણ શક્ય છે કે ટેસ્લા વધુ કોષોને ઘટ્ટ કરવા અને ઓછી ઉર્જા ઘનતાને સમાવવા માટે "સેલ-ટુ-પેક" બાંધકામનો ઉપયોગ કરશે.
તેની ઉંમર હોવા છતાં,એલએફપીઅને બેટરીના ખર્ચમાં ઘટાડો મોટા પાયે EV અપનાવવાને વેગ આપવા માટે મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે. 2023 સુધીમાં, લિથિયમ-આયનના ભાવ $100/kWh ની નજીક હોવાની અપેક્ષા છે. LFPs ઓટોમેકર્સને ફક્ત કિંમતને બદલે સુવિધા અથવા રિચાર્જ સમય જેવા પરિબળો પર ભાર મૂકવા સક્ષમ બનાવી શકે છે.
પોસ્ટ સમય: જૂન-૨૪-૨૦૨૨