LFP (lityum demir fosfat, LiFePO4) pil şarj sırasında neden diğer üçlü kimyasal pillerden daha iyi performans gösteriyor?

Daha uzun ömrün anahtarıLFP pili NCM aküsü tarafından normalde kullanılan voltajdan daha düşük olan 3,2 ila 3,65 volt arasındaki çalışma voltajıdır.Lityum demir fosfat pili, pozitif malzeme olarak fosfatı ve negatif elektrot olarak karbon grafit elektrotu kullanır;Ayrıca uzun servis ömrüne, iyi termal stabiliteye ve iyi elektromekanik performansa sahiptirler.

LFP pili3,2V nominal voltajda çalışır, böylece dört akü bağlandığında 12,8V akü elde edilebilir;8 adet pil bağlandığında 25,6V pil elde edilebilir.Bu nedenle LFP kimyası, çeşitli uygulamalarda derin döngülü kurşun-asit akülerin yerine geçmek için en iyi seçimdir.Şu ana kadar büyük araçlarda kullanımlarını sınırlayan şey düşük enerji yoğunluklarıdır çünkü çok daha ucuz ve daha güvenlidirler.Bu durum Çin pazarında da bu teknolojinin benimsenmesine yol açtı ve bu nedenle lityum demir fosfat pillerin %95'i Çin'de üretiliyor.

Grafit anotlu ve LFP katotlu pil, 3,2 volt nominal voltajda ve maksimum 3,65 volt voltajda çalışır.Bu voltajlarla (yine çok düşük) 12000 yaşam döngüsüne ulaşılabilir.Bununla birlikte, grafit anotlu ve NCM (nikel, kobalt ve manganez oksit) veya NCA (nikel, nikel ve alüminyum oksit) katotlu piller, 3,7 volt nominal voltaj ve maksimum 4,2 volt voltajla daha yüksek bir voltajda çalışabilir.Bu koşullar altında 4000'den fazla şarj ve deşarj döngüsüne ulaşılması beklenmiyor.

Çalışma voltajı düşükse, iki akü elektrodu arasındaki (içinden lityum iyonlarının hareket ettiği) sıvı elektrolit kimyasal olarak daha kararlıdır.Bu bölüm, 2,3V'de çalışan LTO pilinin ve 3,2V'de çalışan LFP pilinin neden 3,7V'de çalışan NCM veya NCA pilinden daha iyi bir ömre sahip olduğunu açıklamaktadır.Pilin şarjı ve dolayısıyla voltajı daha yüksek olduğunda, sıvı elektrolit yavaş yavaş pil elektrotunu korozyona uğratmaya başlayacaktır.Bu nedenle şu anda spinel kullanan bir pil bulunmamaktadır.Spinel, manganez ve alüminyumdan oluşan bir mineraldir.Katot voltajı 5V'tur ancak korozyonu önlemek için yeni elektrolit ve geliştirilmiş elektrot kaplamasına ihtiyaç vardır.

Bu nedenle pili mümkün olan en düşük SoC'de (şarj durumu veya %şarj) tutmak gerekir çünkü daha düşük voltajda çalışacak ve ömrü uzayacaktır.