LiFePO4 બેટરી

ટેસ્લાના 2021 Q3 અહેવાલોએ તેના વાહનોમાં નવા ધોરણ તરીકે LiFePO4 બેટરીમાં સંક્રમણની જાહેરાત કરી હતી.પરંતુ LiFePO4 બેટરીઓ બરાબર શું છે?

ન્યુ યોર્ક, ન્યુ યોર્ક, યુએસએ, મે 26, 2022 /EINPresswire.com / — શું તેઓ Li-Ion બેટરીનો વધુ સારો વિકલ્પ છે?આ બેટરીઓ અન્ય બેટરીઓથી કેવી રીતે અલગ પડે છે?

LiFePO4 બેટરીનો પરિચય

લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) બેટરી એ ઝડપી ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ રેટ સાથે લિથિયમ-આયન બેટરી છે.તે કેથોડ તરીકે LiFePO4 સાથે રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરી છે અને એનોડ તરીકે મેટાલિક બેકિંગ સાથે ગ્રાફિક કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ છે.

LiFePO4 બેટરીમાં લિથિયમ-આયન બેટરી અને ઓછા ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ કરતાં ઓછી ઉર્જા ઘનતા હોય છે.તેઓ આડા વળાંકો સાથે નીચા સ્રાવ દર ધરાવે છે અને લિ-આયન કરતાં વધુ સુરક્ષિત છે.આ બેટરીઓને લિથિયમ ફેરોફોસ્ફેટ બેટરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

LiFePO4 બેટરીની શોધ

LiFePO4 બેટરીની શોધ જ્હોન બી. ગુડનફ અને અરુમુગમ મંથીરામ દ્વારા કરવામાં આવી હતી.તેઓ લિથિયમ-આયન બેટરીમાં વપરાતી સામગ્રી નક્કી કરનાર પ્રથમ હતા.એનોડ મટિરિયલ્સ લિથિયમ-આયન બૅટરી માટે તેમના તાત્કાલિક શોર્ટ-સર્ક્યુટીંગના વલણને કારણે આદર્શ નથી.

વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ્સની તુલનામાં કેથોડ સામગ્રી વધુ સારી છે.આ ખાસ કરીને LiFePO4 બેટરી વેરિઅન્ટમાં નોંધનીય છે.તેઓ સ્થિરતા અને વાહકતા વધારે છે અને અન્ય વિવિધ પાસાઓને સુધારે છે.

આ દિવસોમાં, LiFePO4 બેટરીઓ દરેક જગ્યાએ જોવા મળે છે અને બોટ, સોલાર સિસ્ટમ અને વાહનોમાં ઉપયોગ સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનો ધરાવે છે.LiFePO4 બેટરી કોબાલ્ટ-મુક્ત છે અને મોટાભાગના વિકલ્પો કરતાં ઓછી ખર્ચાળ છે.તે બિન-ઝેરી છે અને લાંબા સમય સુધી શેલ્ફ લાઇફ હેઠળ છે.

LFP બેટરી વિશિષ્ટતાઓ -

LFP બેટરીમાં બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સનું કાર્ય

LFP બેટરી માત્ર કનેક્ટેડ કોષો કરતાં વધુ બનેલી હોય છે;તેમની પાસે એક સિસ્ટમ છે જે ખાતરી કરે છે કે બેટરી સુરક્ષિત મર્યાદામાં રહે છે.બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (BMS) સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરવા અને બેટરી જીવન વધારવા માટે ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ બેટરીનું રક્ષણ, નિયંત્રણ અને દેખરેખ રાખે છે.

LFP બેટરીમાં બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સનું કાર્ય -

એ હકીકત હોવા છતાં કે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કોષો વધુ સહનશીલ છે, તેમ છતાં તેઓ ચાર્જિંગ દરમિયાન ઓવરવોલ્ટેજની સંભાવના ધરાવે છે, જે પ્રભાવ ઘટાડે છે.કેથોડમાં કાર્યરત સામગ્રી સંભવિતપણે બગડી શકે છે અને તેની સ્થિરતા ગુમાવી શકે છે.BMS દરેક સેલના આઉટપુટને નિયંત્રિત કરે છે અને ખાતરી કરે છે કે બેટરીનું મહત્તમ વોલ્ટેજ જાળવવામાં આવે છે.

જેમ જેમ ઇલેક્ટ્રોડ મટીરીયલ ડીગ્રેડ થાય છે તેમ, અંડરવોલ્ટેજ એક ગંભીર ચિંતા બની જાય છે.જો કોઈપણ કોષનું વોલ્ટેજ નિર્દિષ્ટ થ્રેશોલ્ડથી નીચે જાય, તો BMS બેટરીને સર્કિટમાંથી ડિસ્કનેક્ટ કરે છે.તે ઓવરકરન્ટ કંડીશનમાં બેકસ્ટોપ તરીકે પણ કામ કરે છે અને શોર્ટ સર્કિટીંગ દરમિયાન તેની કામગીરી બંધ કરી દેશે.

LiFePO4 બેટરી વિ. લિથિયમ-આયન બેટરી

LiFePO4 બેટરી ઘડિયાળો જેવા પહેરી શકાય તેવા ઉપકરણો માટે યોગ્ય નથી.તેઓ કોઈપણ અન્ય લિથિયમ બેટરી કરતા ઓછી ઉર્જા ઘનતા હેઠળ છે.જો કે, તે સૌર ઉર્જા સિસ્ટમ્સ, આરવી, ગોલ્ફ કાર્ટ, બાસ બોટ અને ઇલેક્ટ્રિક મોટરસાઇકલ માટે શ્રેષ્ઠ વસ્તુ છે.

★આ બૅટરીઓનો એક મુખ્ય ફાયદો તેમની સાઇકલ લાઇફ છે.

આ બેટરીઓ અન્ય કરતા 4 ગણા વધુ સમય સુધી ટકી શકે છે.તેઓ વધુ સુરક્ષિત છે અને ડિસ્ચાર્જની 100% ઊંડાઈ સુધી પહોંચી શકે છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ વધુ વિસ્તૃત અવધિ માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.

નીચે વધારાના કારણો છે કે શા માટે આ બેટરીઓ લિ-આયન બેટરીનો વધુ સારો વિકલ્પ છે.

★ ઓછી કિંમત

LFP બેટરીઓ આયર્ન અને ફોસ્ફરસથી બનેલી હોય છે, જે મોટા પાયે ખનન કરવામાં આવે છે અને સસ્તી હોય છે.LFP બૅટરીની કિંમત નિકલ-સમૃદ્ધ NMC બૅટરી કરતાં કિલો દીઠ 70 ટકા જેટલી ઓછી હોવાનો અંદાજ છે.તેની રાસાયણિક રચના ખર્ચ લાભ પ્રદાન કરે છે.2020 માં પ્રથમ વખત LFP બેટરી માટે સેલની સૌથી ઓછી કિંમત $100/kWh થી નીચે આવી ગઈ છે.

★ નાના પર્યાવરણીય અસર
LFP બેટરીઓમાં નિકલ અથવા કોબાલ્ટ નથી, જે મોંઘા હોય છે અને પર્યાવરણ પર મોટી અસર કરે છે.આ બેટરીઓ રિચાર્જેબલ છે જે તેમની પર્યાવરણમિત્રતા દર્શાવે છે.

★ સુધારેલ કાર્યક્ષમતા અને પ્રદર્શન
LFP બેટરીઓ તેમના લાંબા જીવનચક્ર માટે જાણીતી છે, જે તેમને સમય જતાં વિશ્વસનીય અને સુસંગત પાવર આઉટપુટની જરૂર હોય તેવી એપ્લિકેશનો માટે લોકપ્રિય પસંદગી બનાવે છે.આ બૅટરી અન્ય લિથિયમ-આયન બૅટરી કરતાં ધીમી ક્ષમતા ગુમાવવાનો દર અનુભવે છે, જે લાંબા ગાળા માટે તેમની કામગીરીને જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે.વધુમાં, તેઓ ઓછા ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ ધરાવે છે, જેના પરિણામે ઓછા આંતરિક પ્રતિકાર અને ઝડપી ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ ઝડપે પરિણમે છે.

★ ઉન્નત સલામતી અને સ્થિરતા
LFP બેટરીઓ થર્મલી અને રાસાયણિક રીતે સ્થિર હોય છે, તેથી તેમાં વિસ્ફોટ થવાની કે આગ લાગવાની શક્યતા ઓછી હોય છે.LFP નિકલ-સમૃદ્ધ NMCની છઠ્ઠી ગરમીનું ઉત્પાદન કરે છે.કારણ કે LFP બેટરીમાં Co-O બોન્ડ વધુ મજબૂત હોય છે, જો શોર્ટ-સર્કિટ અથવા વધુ ગરમ થાય તો ઓક્સિજન પરમાણુ વધુ ધીમેથી મુક્ત થાય છે.તદુપરાંત, સંપૂર્ણ ચાર્જ થયેલા કોષોમાં કોઈ લિથિયમ રહેતું નથી, જે અન્ય લિથિયમ કોષોમાં જોવા મળતી એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયાઓની તુલનામાં તેમને ઓક્સિજનના નુકશાન માટે અત્યંત પ્રતિરોધક બનાવે છે.

★ નાના અને હલકો
LFP બેટરી લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ બેટરી કરતાં લગભગ 50% હળવી હોય છે.તેઓ લીડ-એસિડ બેટરી કરતા 70% સુધી હળવા હોય છે.જ્યારે તમે વાહનમાં LiFePO4 બેટરીનો ઉપયોગ કરો છો, ત્યારે તમે ઓછા ગેસનો ઉપયોગ કરો છો અને વધુ ચાલાકીક્ષમતા ધરાવો છો.તેઓ નાના અને કોમ્પેક્ટ પણ છે, જે તમને તમારા સ્કૂટર, બોટ, આરવી અથવા ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન પર જગ્યા બચાવવા માટે પરવાનગી આપે છે.

LiFePO4 બેટરી વિ. નોન-લિથિયમ બેટરી
નોન-લિથિયમ બેટરીના ઘણા ફાયદા છે પરંતુ જૂની ટેક્નોલોજી ખર્ચાળ અને ઓછી કાર્યક્ષમ હોવાથી નવી LiFePo4 બેટરીની સંભવિતતાને જોતાં મધ્ય-ગાળામાં બદલવામાં આવે તેવી શક્યતા છે.

☆ લીડ એસિડ બેટરી
લીડ-એસિડ બેટરીઓ શરૂઆતમાં ખર્ચ-અસરકારક દેખાઈ શકે છે, પરંતુ તે લાંબા ગાળે વધુ ખર્ચાળ હોય છે.આ તે હકીકતને કારણે છે કે તેમને વધુ વારંવાર જાળવણી અને રિપ્લેસમેન્ટની જરૂર પડે છે.LiFePO4 બૅટરી 2-4 ગણી લાંબી ચાલશે અને કોઈ જાળવણીની જરૂર નથી.

☆જેલ બેટરી
જેલ બેટરીઓ, જેમ કે LiFePO4 બેટરી, વારંવાર રિચાર્જિંગની જરૂર પડતી નથી અને સંગ્રહ કરતી વખતે ચાર્જ ગુમાવતી નથી.પરંતુ જેલ બેટરી ધીમી ગતિએ ચાર્જ થાય છે.વિનાશ ટાળવા માટે તેઓને સંપૂર્ણ ચાર્જ થતાંની સાથે જ ડિસ્કનેક્ટ કરવાની જરૂર છે.

☆ એજીએમ બેટરી
જ્યારે AGM બૅટરીઓ 50% ક્ષમતાથી ઓછી ક્ષમતામાં ક્ષતિગ્રસ્ત થવાના ઊંચા જોખમમાં હોય છે, ત્યારે LiFePO4 બૅટરીને નુકસાનના કોઈપણ જોખમ વિના સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ કરી શકાય છે.ઉપરાંત, તેમને જાળવી રાખવા મુશ્કેલ છે.

LiFePO4 બેટરી માટે અરજીઓ
LiFePO4 બેટરીમાં ઘણી મૂલ્યવાન એપ્લિકેશનો છે, જેમાં સમાવેશ થાય છે

●ફિશિંગ બોટ અને કાયક: તમે ઓછા ચાર્જિંગ સમય અને લાંબા સમય સુધી પાણી પર વધુ સમય પસાર કરી શકો છો.ઓછુ વજન હાઈ-સ્ટેક ફિશિંગ સ્પર્ધાઓ દરમિયાન સરળ હેન્ડલિંગ અને સ્પીડ બમ્પ પ્રદાન કરે છે.

●મોબિલિટી સ્કૂટર અને મોપેડ: તમને ધીમું કરવા માટે કોઈ ડેડ વેઇટ નથી.તમારી બેટરીને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના સ્વયંસ્ફુરિત પ્રવાસો માટે પૂર્ણ ક્ષમતા કરતાં ઓછી ચાર્જ કરો.

●સૌર રૂપરેખાંકનો: સૂર્યની શક્તિનો ઉપયોગ કરવા માટે જ્યાં પણ જીવન તમને લઈ જાય (પર્વત ઉપર અથવા ગ્રીડની બહાર પણ) લઈ જાય ત્યાં હળવા વજનની LiFePO4 બેટરીઓ સાથે રાખો.

●વાણિજ્યિક ઉપયોગ: આ સૌથી સુરક્ષિત, સૌથી અઘરી લિથિયમ બેટરી છે જે તેમને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો જેમ કે ફ્લોર મશીન, લિફ્ટગેટ્સ અને વધુ માટે આદર્શ બનાવે છે.

વધુમાં, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી અન્ય ઘણા ઉપકરણો જેમ કે ફ્લેશલાઈટ્સ, ઈલેક્ટ્રોનિક સિગારેટ, રેડિયો સાધનો, ઈમરજન્સી લાઇટિંગ અને અન્ય વસ્તુઓને પાવર આપે છે.

વિડ-સ્કેલ LFP અમલીકરણ માટેની શક્યતાઓ
જ્યારે LFP બેટરીઓ ઓછા ખર્ચાળ અને વિકલ્પો કરતાં વધુ સ્થિર છે, ત્યારે ઉર્જા ઘનતા વ્યાપક અપનાવવા માટે નોંધપાત્ર અવરોધ છે.LFP બેટરીમાં ઉર્જા ઘનતા ઘણી ઓછી હોય છે, જે 15 થી 25% ની વચ્ચે હોય છે.જો કે, શાંઘાઈ-નિર્મિત મોડલ 3માં ઉપયોગમાં લેવાતા જેવા જાડા ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને આ બદલાઈ રહ્યું છે, જેની ઊર્જા ઘનતા 359Wh/લિટર છે.

LFP બેટરીના લાંબા જીવન ચક્રને કારણે, તેમની પાસે તુલનાત્મક વજનની લિ-આયન બેટરી કરતાં વધુ ક્ષમતા હોય છે.આનો અર્થ એ છે કે આ બેટરીઓની ઊર્જા ઘનતા સમય જતાં વધુ સમાન બનશે.

સામૂહિક દત્તક લેવા માટેનો બીજો અવરોધ એ છે કે LFP પેટન્ટના કારણે ચીને બજારમાં પ્રભુત્વ જમાવ્યું છે.જેમ જેમ આ પેટન્ટની સમયસીમા સમાપ્ત થાય છે, એવી અટકળો છે કે વાહન ઉત્પાદનની જેમ LFP ઉત્પાદન, સ્થાનિકીકરણ કરવામાં આવશે.

ફોર્ડ, ફોક્સવેગન અને ટેસ્લા જેવા મોટા ઓટોમેકર્સ નિકલ અથવા કોબાલ્ટ ફોર્મ્યુલેશનને બદલીને ટેક્નોલોજીનો વધુને વધુ ઉપયોગ કરે છે.ટેસ્લા દ્વારા તેના ત્રિમાસિક અપડેટમાં તાજેતરની જાહેરાત માત્ર શરૂઆત છે.ટેસ્લાએ તેના 4680 બેટરી પેક પર સંક્ષિપ્ત અપડેટ પણ પ્રદાન કર્યું છે, જે ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા અને શ્રેણી ધરાવશે.તે 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 બૅટરી ખર્ચમાં ઘટાડો એ સામૂહિક EV અપનાવવાની પ્રક્રિયાને વેગ આપવા માટે મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે.2023 સુધીમાં, લિથિયમ-આયનના ભાવ $100/kWhની નજીક રહેવાની ધારણા છે.LFPs ઓટોમેકર્સને માત્ર કિંમતને બદલે સગવડ અથવા રિચાર્જ સમય જેવા પરિબળો પર ભાર મૂકવા સક્ષમ કરી શકે છે.