LTO در مقابل باتری LiFePO4: تفاوت ها، برنامه ها و انتخاب سلول کیسه ای

انتخاب بین باتری LTO و باتری LiFePO4 صرفاً به تصمیم گیری در مورد اینکه کدام شیمی 'بهتر' است نیست. انتخاب صحیح بستگی به نحوه شارژ باتری، تعداد دفعات چرخه آن، جریان مورد نیاز، فضای نصب موجود، دمای عملیاتی و کل بودجه پروژه دارد.

تصمیم دومی نیز وجود دارد که خریداران گاهی اوقات از آن غافل می شوند: شیمی و قالب سلولی یکسان نیستند. LTO و LiFePO4 مواد فعال مورد استفاده در داخل یک سلول لیتیوم یون را توصیف می کنند، در حالی که کیسه ای، منشوری و استوانه ای ساختار فیزیکی سلول را توصیف می کنند. بنابراین یک پروژه ممکن است از یک سلول کیسه ای LTO، یک سلول استوانه ای LTO، یک سلول کیسه ای LiFePO4 یا یک سلول منشوری LiFePO4 استفاده کند.

این راهنما تفاوت‌های عملی بین باتری‌های LTO و LiFePO4 را مقایسه می‌کند و توضیح می‌دهد که چه زمانی یک سلول کیسه‌ای ممکن است قالب مناسبی برای یک EV، AGV، ربات، ماشین صنعتی، سیستم ذخیره‌سازی انرژی یا سایر پروژه‌های باتری سفارشی باشد.

پاسخ سریع: LTO یا LiFePO4؟

LTO معمولاً زمانی ارزش ارزیابی را دارد که برنامه نیاز به دوچرخه‌سواری مکرر، شارژ سریع فرصت، پذیرش شارژ بالا، تحویل توان قوی یا عملکرد در شرایط انتخابی با دمای پایین داشته باشد. معایب اصلی آن چگالی انرژی کمتر، ولتاژ اسمی سلول کمتر، هزینه اولیه بالاتر و پایه تغذیه باریکتر است.

وقتی پروژه انرژی ذخیره شده، هزینه هر کیلووات ساعت، در دسترس بودن محصول گسترده و عملیات روزانه طولانی مدت را اولویت بندی می کند، معمولاً LiFePO4 نقطه شروع عملی تر است. این به طور گسترده ای در ذخیره سازی خورشیدی، ذخیره سازی انرژی تجاری، باتری های RV و دریایی، تجهیزات صنعتی و بسیاری از سیستم های تحرک الکتریکی استفاده می شود.

هیچ کدام از شیمی ها نباید به تنهایی از جدول مقایسه عمومی انتخاب شوند. نرخ شارژ، نرخ تخلیه، عمر چرخه و محدودیت های دما به طور قابل توجهی بین مدل های سلولی متفاوت است. تصمیم نهایی باید بر اساس برگه اطلاعات سازنده و آزمایش سلول انتخاب شده تحت پروفایل بار واقعی باشد.

مقایسه باتری LTO در مقابل LiFePO4

اینها تمایلات عمومی هستند، نه مشخصات تضمین شده. یک سلول کیسه ای پرقدرت LiFePO4 می تواند جریان بیشتری را نسبت به یک سلول LTO نوع انرژی ارائه کند، در حالی که یک سلول LTO با انرژی بالا ممکن است ویژگی های چرخه و شارژ متفاوتی نسبت به یک سلول LTO نوع برق کوچک داشته باشد. همیشه مدل های سلولی واقعی را تحت شرایط آزمایشی معادل مقایسه کنید.

LTO و LiFePO4 قسمت های مختلف سلول را توصیف می کنند

LTO مخفف اکسید لیتیوم تیتانات است که معمولاً به صورت Li4Ti5O12 نوشته می شود. در یک سلول تجاری LTO، لیتیوم تیتانات به طور معمول جایگزین گرافیت به عنوان ماده الکترود منفی می شود. الکترود مثبت ممکن است از شیمی متفاوتی استفاده کند، بنابراین برچسب 'LTO' به طور کامل تمام مواد داخل باتری را توصیف نمی کند.

لیتیوم تیتانات ساختار اسپینل پایداری دارد و با ورود و خروج یون‌های لیتیوم به مواد دچار تغییر حجم شبکه نسبتاً کمی می‌شود. این رفتار اغلب درج 'کرنش صفر' نامیده می شود. این به کاهش تخریب مکانیکی آند کمک می کند و از عمر چرخه طولانی در سلول های با طراحی مناسب پشتیبانی می کند.

LiFePO4 که LFP نیز نامیده می شود، فسفات آهن لیتیوم را به عنوان ماده الکترود مثبت مورد استفاده قرار می دهد. اکثر سلول های LFP تجاری از الکترود منفی مبتنی بر گرافیت استفاده می کنند. پیوند قوی در کاتد فسفات به پایداری حرارتی خوب کمک می کند، در حالی که ولتاژ اسمی سلول تقریباً 3.2 ولت و زنجیره تامین بالغ LFP را برای طیف گسترده ای از کاربردهای انرژی و توان کاربردی می کند.

مهم است که ویژگی های سطح مواد را به ادعاهای جهانی محصول تبدیل نکنید. عملکرد سلول همچنین به بارگذاری الکترود، الکترولیت، جداکننده، ترکیب کاتد-آند، ساختار داخلی، قوام ساخت و پنجره عملیاتی مشخص بستگی دارد.

جایی که باتری های LTO یک مزیت واقعی را ارائه می دهند

چرخه های شارژ و دشارژ مکرر

سلول‌های LTO انتخاب شده می‌توانند به هزاران یا حتی ده‌ها هزار چرخه تحت شرایط آزمایشی مشخص دست یابند. این باعث می شود آنها برای تجهیزاتی که چندین بار در روز شارژ و تخلیه می شوند جذاب باشند.

نمونه‌های معمولی عبارتند از AGV، AMR، روبات‌های صنعتی، سیستم‌های قدرت احیاکننده و تجهیزات پشتیبانی شبکه. در این کاربردها، باتری ممکن است مقدار زیادی انرژی را در طول عمر خود پردازش کند، حتی زمانی که ظرفیت اسمی آن نسبتاً کم باشد.

ارقام چرخه عمر باید همیشه همراه با عمق دبی، نرخ شارژ و دشارژ، دما، محدودیت های ولتاژ بالا و پایین، دوره های استراحت و معیار ظرفیت پایان عمر خوانده شوند. یک سلول آزمایش شده با چرخه SOC کم عمق را نمی توان به طور مستقیم با سلول دیگری که در عمق کامل تخلیه آزمایش شده است مقایسه کرد.

شارژ سریع و فرصتی

سلول های LTO می توانند پذیرش شارژ قوی و مقاومت داخلی پایینی داشته باشند. مدل‌های انتخاب‌شده می‌توانند در طول مکث‌های کوتاه عملیات شارژ شوند و به تجهیزات کمک می‌کنند به جای توقف طولانی مدت، در خدمت باقی بمانند.

برای ناوگان AGV، ارزش LTO ممکن است ناشی از استفاده بالاتر از تجهیزات باشد تا ظرفیت باتری به تنهایی. پنجره های کوتاه فرصت شارژ ممکن است تعویض باتری، موجودی باتری یدکی یا تعداد وسایل نقلیه مورد نیاز برای تکمیل حجم کاری مشابه را کاهش دهد.

شارژ سریع همچنان به یک شارژر سازگار، کانکتورهای مناسب، کابل‌ها و شین‌های با اندازه مناسب، نظارت بر دما و یک BMS که برای سلول دقیق پیکربندی شده است نیاز دارد. نام شیمی به تنهایی نرخ شارژ خاصی را تضمین نمی کند.

قدرت بالا و جریان احیا کننده

سلول های LTO انتخاب شده برای پذیرش و ارائه جریان بالا طراحی شده اند. این می تواند برای ماشین های صنعتی، جرثقیل ها، سیستم های ترمز احیا کننده، برنامه های راه اندازی و سیستم های بافر قدرت مفید باشد.

با این حال، قابلیت فعلی همیشه به مدل خاص بستگی دارد. سلول، زبانه ها، شینه ها، اتصالات جوشی، کنتاکتورها، کابل ها، فیوز و BMS همگی باید جریان مداوم و پیک مورد نیاز را پشتیبانی کنند. درجه تخلیه بالا به طور خودکار به این معنی نیست که سلول می تواند جریان مشابهی را در طول شارژ یا بازسازی بپذیرد.

برنامه های کاربردی در دمای پایین

برخی از سلول‌های LTO می‌توانند شارژ را بپذیرند و در دماهایی که سلول‌های لیتیوم-یون آند معمولی گرافیت به گرما یا کاهش قابل‌توجه در جریان شارژ نیاز دارند، توان مفیدی را ارائه کنند.

این می تواند برای لجستیک انبار سرد، تجهیزات صنعتی در فضای باز، سیستم های ریلی، تاسیسات نظارت از راه دور و وسایل نقلیه مورد استفاده در آب و هوای سرد ارزشمند باشد.

قابلیت دمای پایین باید برای سلول انتخاب شده تأیید شود. مشخصاتی که اجازه کار در دمای -30 درجه سانتیگراد را می دهد لزوماً به این معنی نیست که ظرفیت دمای اتاق، حداکثر جریان شارژ یا حداکثر توان تخلیه در -30 درجه سانتیگراد در دسترس باقی می ماند.

محدودیت های اصلی باتری های LTO

چگالی انرژی کمتر

LTO به طور کلی انرژی کمتری را در هر کیلوگرم و در لیتر نسبت به LFP یا NMC ذخیره می کند. باتری طراحی شده برای همان ظرفیت کیلووات ساعت معمولاً به حجم و وزن بیشتری نیاز دارد.

این یک نقطه ضعف مهم برای وسایل نقلیه الکتریکی دوربرد، هواپیماهای بدون سرنشین، تجهیزات قابل حمل و سایر پروژه‌هایی است که زمان اجرا باید در یک محفظه کوچک یا سبک قرار گیرد.

ولتاژ اسمی پایین تر

سلول‌های LTO تجاری معمولاً دارای ولتاژ نامی تقریباً 2.3 ولت تا 2.4 ولت هستند که در مقایسه با تقریباً 3.2 ولت برای LFP. بنابراین سلول های LTO بیشتری به صورت سری برای رسیدن به ولتاژ پک مشابه مورد نیاز است.

سلول های سری اضافی بر تعداد کانال BMS، سنجش ولتاژ، تعادل سلول، اتصالات شینه و طراحی مکانیکی تأثیر می گذارند. پیکربندی بسته باید از روی حداکثر، اسمی و حداقل ولتاژ سلول انتخاب شده محاسبه شود - نه فقط از ولتاژ سیستم تبلیغ شده.

هزینه اولیه بالاتر

LTO معمولاً هزینه اولیه بالاتری در هر کیلووات ساعت نسبت به LFP اصلی دارد. زمانی که شارژ سریع، دوچرخه سواری مکرر، عملکرد در دمای پایین یا کاهش زمان از کار افتادن تجهیزات، ارزش اقتصادی قابل اندازه گیری ایجاد می کند، سرمایه گذاری اضافی بسیار منطقی است.

اگر یک باتری ثابت تنها یک چرخه در روز را کامل کند و نیازی به انرژی یا دمای غیرعادی نداشته باشد، یک راه حل LFP اغلب تعادل مالی بهتری را فراهم می کند.

زنجیره تامین باریکتر

بازار LTO شامل مدل‌های سلول استاندارد کمتر و تولیدکنندگان با حجم زیاد کمتری نسبت به بازار LFP است. بنابراین قبل از تکمیل طراحی بسته در اطراف یک سلول خاص، در دسترس بودن طولانی مدت باید در نظر گرفته شود.

خریداران باید در دسترس بودن نمونه، قابلیت ردیابی دسته‌ای، وضعیت تولید و پشتیبانی از سفارش‌های تکراری آینده را تأیید کنند - نه فقط قیمت اولین محموله.

چرا LiFePO4 انتخاب اصلی برای بسیاری از پروژه ها است

LiFePO4 ترکیبی عملی از ایمنی، عمر چرخه، چگالی انرژی، هزینه و در دسترس بودن عرضه را ارائه می دهد. این تعادل توضیح می دهد که چرا به طور گسترده در ذخیره سازی خورشیدی، ESS تجاری، باتری های RV و دریایی، سیستم های پشتیبان و بسیاری از کاربردهای صنعتی و تحرک استفاده می شود.

چگالی انرژی بالاتر از LTO

برای همان انرژی مورد نیاز، یک باتری LFP معمولا کوچکتر و سبکتر از یک سیستم LTO معادل خواهد بود. این باعث می شود LFP زمانی که حجم نصب اهمیت دارد جذاب باشد، اما پروژه به بالاترین چگالی انرژی ممکن یک سلول NMC نیاز ندارد.

هزینه کمتر در هر کیلووات ساعت

LFP یک پایه تولید جهانی بالغ و در دسترس بودن گسترده در قالب های کیسه ای، منشوری و استوانه ای دارد. برای پروژه هایی که عمدتاً به چندین ساعت انرژی ذخیره شده نیاز دارند، هزینه اولیه کمتر به ازای هر کیلووات ساعت غالباً از مزایای طولانی مدت چرخه یا شارژ سریع LTO بیشتر است.

عمر چرخه قوی برای عملیات روزانه

سلول های LFP با کیفیت می توانند عمر طولانی را تحت شرایط ولتاژ، دما و عمق تخلیه مناسب فراهم کنند. برای باتری خورشیدی که در روز شارژ می شود و در شب تخلیه می شود، این معمولاً بدون پرداخت هزینه اضافی LTO کافی است.

گزینه های LFP با قدرت بالا در دسترس هستند

این نادرست است که فرض کنیم هر سلول LiFePO4 به تخلیه تقریباً 1C محدود شده است. محصولات LFP از سلول‌های نوع انرژی که برای ذخیره‌سازی طولانی مدت طراحی شده‌اند تا سلول‌های پرقدرت که برای تحرک الکتریکی، تجهیزات صنعتی و کاربردهای توان پالس طراحی شده‌اند، متغیر است.

بنابراین قابلیت فعلی باید از برگه داده سلول خاص ارزیابی شود نه از نام شیمی.

محدودیت های باتری های LiFePO4

مهمترین محدودیت شارژ در دمای پایین است. بسیاری از سلول‌های استاندارد LFP شارژ را در دمای زیر 0 درجه سانتی‌گراد محدود می‌کنند، زیرا ممکن است لیتیوم فلزی روی آند گرافیتی در زمانی که شرایط شارژ نامناسب است، رسوب کند. بسته به کاربرد، بسته ممکن است به کاهش جریان شارژ، گرمایش داخلی یا منطق شارژ با کنترل دما نیاز داشته باشد.

محدودیت دقیق بسته به سلول متفاوت است. برخی از محصولات اجازه شارژ محدود زیر 0 درجه سانتیگراد را در شرایط فعلی و دمایی مشخص می‌دهند، در حالی که برخی دیگر آن را ممنوع می‌کنند. تنظیمات BMS باید از صفحه داده سلول انتخاب شده پیروی کند.

LFP همچنین به طور خودکار همان قابلیت شارژ سریع، پذیرش جریان احیا کننده یا پتانسیل چرخه را به عنوان یک سلول LTO با قدرت بالا ارائه نمی دهد. این تفاوت ها در تجهیزاتی که بارها در هر شیفت شارژ می شوند، مهم می شوند.

فرمت شیمی و سلولی باید به طور جداگانه انتخاب شوند

پس از انتخاب رشته شیمی، تیم مهندسی همچنان باید قالب سلول فیزیکی را انتخاب کند.

سلول های کیسه ای

یک سلول کیسه ای به جای یک قوطی فلزی سفت و سخت از یک محفظه پلاستیکی آلومینیومی چند لایه استفاده می کند. محفظه سبک وزن می تواند مواد غیر فعال را کاهش دهد و از فضای نصب مستطیل شکل به طور موثر استفاده کند. سطح پهن و مسطح آن همچنین می تواند از خنک کننده تماسی و چیدمان های ماژول فشرده پشتیبانی کند.

سلول‌های کیسه‌ای ممکن است زمانی جذاب باشند که یک پروژه به موارد زیر نیاز داشته باشد:

• استفاده کارآمد از فضای نصب محدود

• کاهش وزن محفظه در سطح سلول

• یک سلول تخت برای یک محفظه باتری سفارشی

• تماس سطحی بزرگ برای مدیریت حرارتی

• سلول ها یا گروه های موازی کمتر در طرح های ماژول انتخاب شده

• ظرفیت انعطاف پذیر و گزینه های ابعادی

ساختار کیسه همچنین الزامات یکپارچه سازی خاصی را ایجاد می کند. سلول ها در برابر سوراخ شدن، لبه های تیز، لرزش و استرس بیش از حد زبانه نیاز به محافظت دارند. این ماژول ممکن است به فشرده سازی کنترل شده، صفحات انتهایی عایق بندی شده، سطوح تکیه گاه صاف و مجاز برای تحمل تولید و تغییر ضخامت طبیعی نیاز داشته باشد.

کیسه به طور خودکار به معنای انعطاف پذیر در استفاده نیست. خود سلول نباید بدون پشتیبانی مکانیکی خم شود یا نصب شود.

سلول های منشوری

سلول های منشوری از یک محفظه مستطیلی سفت و سخت استفاده می کنند. آنها برای چیدمان های منظم ماژول مناسب هستند و محافظت مکانیکی را در سطح سلولی فردی فراهم می کنند. آنها به طور گسترده در ظرفیت های بزرگ، به ویژه برای کاربردهای ذخیره انرژی LFP در دسترس هستند.

معایب آنها ممکن است شامل وزن اضافی محفظه، ابعاد ثابت و انعطاف پذیری کمتر زمانی که فضای نصب موجود نامنظم است باشد.

سلول های استوانه ای

سلول‌های استوانه‌ای دارای پوسته فلزی قوی و روش‌های مونتاژ بالغ هستند. اندازه‌های استاندارد و نگهدارنده‌های مدولار می‌توانند برخی از طرح‌های بسته‌ها را ساده‌تر کنند، در حالی که تعداد زیادی سلول کوچک امکان شکل‌های انعطاف‌پذیر بسته را فراهم می‌کنند.

معاوضه ها شامل اتصالات الکتریکی بیشتر، نقاط جوش بیشتر و تعداد سلول های بالاتر برای یک سیستم با ظرفیت زیاد است. سلول‌های LTO استوانه‌ای اغلب برای راه‌اندازی سیستم‌ها، بانک باتری‌های صوتی خودرو و سایر کاربردهای جریان بالا در نظر گرفته می‌شوند، در حالی که سلول‌های LFP استوانه‌ای در ابزارهای برقی، تحرک و محصولات صنعتی استفاده می‌شوند.

LTO Pouch Cell در مقابل LiFePO4 Pouch Cell

سلول کیسه‌ای LTO زمانی جذاب‌تر است که پروژه به ترکیبی از یک محفظه مسطح سبک وزن و بازده چرخه بالا، شارژ سریع یا ویژگی‌های انتخاب شده در دمای پایین LTO نیاز داشته باشد.

کاربردهای بالقوه عبارتند از:

• AGV و AMR با شارژ فرصت

• ربات های صنعتی که چندین شیفت کار می کنند

• تجهیزات صنعتی احیا کننده

• تجهیزات سیار محیط سرد

• ماژول های پرقدرت با فضای مستطیلی محدود

• حمل و نقل و سیستم های پشتیبانی شبکه تخصصی

سلول کیسه‌ای LiFePO4 معمولاً زمانی که پروژه به بسته‌بندی کارآمد، ایمنی خوب، عمر مفید روزانه طولانی و هزینه کمتر به ازای هر کیلووات ساعت نیاز دارد، انتخاب بهتری است.

کاربردهای بالقوه عبارتند از:

• موتورسیکلت های برقی و وسایل نقلیه کم سرعت

• سیستم های باتری دریایی و RV

• ذخیره سازی انرژی تجاری و صنعتی

• سیستم های انرژی خورشیدی و پشتیبان

• رباتیک و تجهیزات صنعتی

• ماژول های سفارشی که به نمایه سلول تخت نیاز دارند

هیچ کدام از این فرمت ها به طور جهانی بهتر نیستند. یک سلول باید تنها پس از ارزیابی ظرفیت، ابعاد، مقاومت داخلی، محدودیت های جریان، شرایط تست چرخه، محدوده دما، طراحی زبانه و در دسترس بودن طولانی مدت آن انتخاب شود.

نمونه های انتخاب مبتنی بر برنامه

AGV یا ربات صنعتی

اگر تجهیزات برای چندین شیفت کار کند، در زمان استراحت کوتاه شارژ شود و چندین چرخه جزئی در روز انجام دهد، LTO ارزش ارزیابی دارد. هزینه بالاتر سلول اولیه ممکن است با کاهش زمان قطع شارژ و تعویض باتری کمتر جبران شود.

اگر تجهیزات دارای پنجره شارژ طولانی باشد و فقط یک چرخه اصلی در روز را تکمیل کند، LFP ممکن است عمر چرخه کافی را با هزینه کمتر فراهم کند.

ذخیره سازی انرژی خورشیدی یا تجاری

برای جابجایی انرژی خورشیدی معمولی روزانه به شب، LFP معمولاً نقطه شروع عملی است زیرا سیستم انرژی ذخیره شده، در دسترس بودن گسترده و هزینه را در هر کیلووات ساعت ارزیابی می کند.

LTO ممکن است زمانی مرتبط شود که همان باتری خدمات شبکه مکرر، بافر مکرر توان یا عملیات در یک محیط سرد را ارائه دهد. برای بحث دقیق در مورد این مورد، راهنمای Misen را بخوانید LTO در مقابل LFP برای ذخیره انرژی در چرخه بالا.

تحرک الکتریکی

LFP زمانی مناسب است که محدوده رانندگی، هزینه و عمر چرخه روزانه اولویت های اصلی هستند. LTO ممکن است برای وسایل نقلیه ای در نظر گرفته شود که نیاز به شارژ بسیار سریع، شارژ مجدد احیا کننده مکرر یا توان چرخه غیرمعمول بالا دارند.

اگر وزن و فضای نصب مهمتر از حداکثر عمر چرخه باشد، سلول کیسه ای NMC ممکن است تعادل بهتری نسبت به LTO یا LFP ایجاد کند.

سیستم های باتری راه اندازی و صوتی خودرو

LTO می تواند توان پالس قوی را ارائه دهد، اما تعداد سری و ولتاژ شارژ نیاز به محاسبه دقیق دارد. باتری 6S LTO نباید به عنوان جایگزینی مستقیم جهانی برای باتری سرب اسیدی یا سازگار خودکار با هر دینام خودرو توصیف شود.

تیم مهندسی باید حداکثر ولتاژ شارژ سلول LTO، محدوده ولتاژ تنظیم شده خودرو، رفتار دینام، تنظیمات BMS، روش تعادل، سیم کشی و تقویت کننده یا جریان استارت را بررسی کند. ممکن است به یک شارژر اختصاصی DC به DC یا رگولاتور خارجی نیاز باشد.

سلول‌های LFP پرقدرت را می‌توان در سیستم‌های انتخابی راه‌اندازی یا صوتی خودرو نیز استفاده کرد. انتخاب صحیح به پنجره ولتاژ، جریان پالس، فضای موجود، دما و سیستم شارژ بستگی دارد.

BMS و الزامات طراحی بسته

از تنظیمات ولتاژ مخصوص شیمی استفاده کنید

یک LFP BMS با پارامتر ثابت نباید به باتری LTO متصل شود. محدوده ولتاژ سلول متفاوت است و آستانه های حفاظتی نادرست می تواند باعث شارژ ناقص، خاموش شدن زودهنگام، شارژ بیش از حد یا تخلیه بیش از حد شود.

BMS باید برای موارد زیر پیکربندی شود:

• تعداد صحیح سلول های سری

• حفاظت در برابر ولتاژ و ولتاژ پایین سلول

• جریان شارژ و دشارژ مداوم

• حداکثر جریان و مدت زمان مجاز

• تأخیر جریان اضافه و حفاظت در برابر اتصال کوتاه

• استراتژی تعادل سلولی و جریان متعادل کننده

• محدودیت دمای شارژ و تخلیه

• دقت اندازه گیری ولتاژ

• روش تخمین SOC

• پروتکل ارتباطی مورد نیاز

ولتاژ به تنهایی ممکن است اطلاعات SOC به اندازه کافی دقیق را در هر سیستم LTO یا LFP ارائه نکند. بسته به منحنی ولتاژ و کاربرد، ممکن است به شمارش کولن و یک مدل کالیبره شده برای سلول انتخابی نیاز باشد.

اتصالات طراحی برای جریان واقعی

ظرفیت باتری به خودی خود جریان ایمن را تعریف نمی کند. اگر یک بسته باید 200A ارائه دهد، زبانه های سلولی، اتصالات جوش داده شده، شین ها، کابل ها، کانکتورها، کنتاکتورها، فیوز و BMS همه باید در 200A و در مدت زمان پیک مورد نیاز ارزیابی شوند.

آزمایش نمونه اولیه باید افت ولتاژ و دما را در سطح سلول، زبانه ها، شینه ها و اتصالات ثبت کند. حتی زمانی که بدنه سلولی در محدوده عملکرد عادی خود باقی می ماند، گرمایش اتصال موضعی ممکن است رخ دهد.

مطابقت سلول ها قبل از مونتاژ

قوام سلول بر ظرفیت قابل استفاده، زمان متعادل کردن، توزیع دما و عملکرد بلند مدت بسته تأثیر می گذارد. بسته به پروژه، تطبیق باید در نظر گرفته شود:

• ظرفیت

• ولتاژ مدار باز

• مقاومت داخلی AC

• مقاومت داخلی DC

• خود تخلیه یا K-value

• ضخامت و ابعاد سلول

• وضعیت زبانه و کیفیت آب بندی

• دسته تولید و قابلیت ردیابی

BMS نمی تواند به طور کامل گروهی از سلول ها را که با هم تطبیق ندارند جبران کند.

از سلول های کیسه ای محافظت و پشتیبانی کنید

یک ماژول کیسه ای باید شامل فشرده سازی یا مهار مناسب، عایق الکتریکی، حفاظت از سوراخ، تسکین فشار زبانه و پشتیبانی ایمن در برابر لرزش باشد. مقادیر فشرده سازی باید از سازنده سلول انتخاب شده یا طراحی ماژول معتبر باشد. یک مشخصات فشار نباید در مدل های سلول کیسه ای نامرتبط کپی شود.

ایمنی و گواهینامه

LTO و LFP هر دو برای پایداری حرارتی قوی نسبت به بسیاری از سیستم‌های لیتیوم یون پر انرژی شناخته شده‌اند، اما هیچ‌کدام از شیمی‌ها نسوز یا بدون خطر نیستند. یک باتری کامل هنوز انرژی الکتریکی قابل توجهی را ذخیره می کند و حاوی الکترولیت، جداکننده، کلکتور جریان و اتصالات الکتریکی است.

ایمنی به سیستم کامل بستگی دارد:

• سلول های تایید شده از یک منبع قابل ردیابی

• پارامترهای BMS را اصلاح کنید

• فیوز و کنتاکتور با درجه بندی مناسب

• عایق الکتریکی و فاصله خزشی

• حفاظت مکانیکی

• طراحی حرارتی

• شارژر ایمن و الکترونیک برق

• اعتبار سنجی بسته باتری تمام شده

UN 38.3، IEC، UL و گزارش های دیگر برای پیکربندی سلول یا باتری آزمایش شده خاص اعمال می شود. آنها نباید به عنوان مدرکی ارائه شوند که هر محصولی که از ترکیب شیمیایی یکسانی استفاده می کند آزمایش مشابهی را گذرانده است یا در شرایط سوء استفاده یکسان رفتار می کند.

نحوه مقایسه هزینه مادام العمر

قیمت خرید به ازای هر کیلووات ساعت تنها بخشی از تصمیم است.

یک مقایسه عملی باید شامل موارد زیر باشد:

• هزینه سلول و ماژول اولیه

• هزینه شارژر، BMS و برق-الکترونیک

• الزامات گرمایش و سرمایش

• حجم و وزن نصب

• بهره وری انرژی

• تعداد مورد انتظار تعویض

• تعمیر و نگهداری و کار

• خرابی تجهیزات

• تقویم و چرخه پیری

• شرایط گارانتی

• تداوم عرضه

• پردازش پایان عمر

LTO ممکن است هزینه طول عمر کمتری داشته باشد، زمانی که باتری چندین بار در روز چرخه می‌زند یا زمانی که زمان شارژ گران است. LFP زمانی که باتری به طور عمده انرژی را برای چندین ساعت ذخیره می کند و یک چرخه منظم در روز را تکمیل می کند، ممکن است نتیجه بهتری داشته باشد.

چرخه وظیفه - نه بزرگترین عدد چرخه عمر تبلیغ شده - باید محاسبات اقتصادی را هدایت کند.

اطلاعاتی که هنگام درخواست توصیه سلول باید ارائه شود

برای مقایسه گزینه های سلول کیسه ای LTO و LiFePO4، تا حد امکان اطلاعات زیر را ارائه دهید:

1. مشخصات کاربردی و عملیاتی

2. ولتاژ اسمی مورد نیاز

3. ظرفیت مورد نیاز یا انرژی قابل استفاده

4. جریان تخلیه مداوم

5. حداکثر جریان و مدت زمان تخلیه

6. حداکثر جریان شارژ

7. زمان شارژ در دسترس

8. جریان شارژ احیا کننده، در صورت وجود

9. حداقل و حداکثر دمای عملیاتی

10. ابعاد باتری موجود

11. حداکثر وزن باتری

12. چرخه های مورد انتظار یا چرخه های جزئی در روز

13. عمر سرویس مورد نیاز

14. شرایط سرمایش یا گرمایش

15. پروتکل ارتباطی

16. گواهینامه و بازار مقصد

17. نمونه اولیه و مقدار تخمینی تولید

این پارامترها به یک تامین کننده اجازه می دهد تا نه تنها تعیین کند که کدام ماده شیمیایی مناسب است، بلکه همچنین تعیین کند که کیسه، سلول منشوری یا استوانه ای بهترین تناسب مکانیکی و الکتریکی را فراهم می کند.

سوالات متداول

کدامیک بیشتر دوام می آورد، LTO یا LiFePO4؟

LTO به طور کلی دارای پتانسیل چرخه عمر بالاتری است، به ویژه در برنامه های کاربردی با دوچرخه سواری مکرر و شارژ فرصت. عمر واقعی به مدل سلول، عمق تخلیه، جریان، دما، محدودیت های ولتاژ و معیار پایان عمر بستگی دارد. سلول های LFP با کیفیت همچنین می توانند عمر طولانی را برای استفاده روزانه در ذخیره انرژی فراهم کنند.

آیا LTO از LiFePO4 ایمن تر است؟

LTO دارای مشخصات ایمنی قوی و تمایل کمتری به آبکاری لیتیوم در آند است. LFP همچنین به دلیل کاتد فسفات دارای پایداری حرارتی قوی است. هیچکدام از مواد شیمیایی را نباید کاملاً نسوز توصیف کرد. طراحی بسته، حفاظت BMS، اتصالات، ساختار مکانیکی و آزمایش ضروری هستند.

آیا باتری LiFePO4 زیر 0 درجه سانتی گراد شارژ می شود؟

بسیاری از سلول‌های استاندارد LFP شارژ را در دمای زیر 0 درجه سانتی‌گراد محدود می‌کنند، اما محدودیت‌های دما و جریان دقیق برای مدل خاص است. برگه داده سلول انتخابی را دنبال کنید و در صورت نیاز از کاهش جریان یا گرمایش با کنترل BMS استفاده کنید.

آیا باتری LTO می تواند مستقیماً به دینام خودرو متصل شود؟

هیچ پاسخ جهانی وجود ندارد. سازگاری به تعداد سلول، حداکثر ولتاژ سلول، تنظیم دینام، دمای کارکرد، تنظیمات BMS و سیم کشی بستگی دارد. سیستم شارژ کامل باید تایید شود. برخی از پروژه ها به شارژر DC به DC یا تنظیم کننده ولتاژ خارجی نیاز دارند.

آیا سلول کیسه ای LTO بهتر از سلول LTO استوانه ای است؟

هیچ کدام از این فرمت ها به طور خودکار بهتر نیستند. سلول های کیسه ای بسته بندی مستطیلی کارآمد، محفظه سبک وزن و سطح خنک کننده بزرگ را ارائه می دهند. سلول های استوانه ای محفظه های فردی قوی، اندازه های استاندارد و روش های مونتاژ بالغ را ارائه می دهند. فرمت صحیح به ابعاد، جریان، حجم تولید، الزامات مکانیکی و مدل های سلولی موجود بستگی دارد.

آیا LiFePO4 همیشه محدود به میزان تخلیه کم است؟

خیر. محصولات LiFePO4 شامل سلول‌های انرژی‌زا و پرقدرت است. به جای تخصیص یک نرخ C جهانی به شیمی، از محدودیت های پیوسته و جریان پالس از برگه اطلاعات سازنده خاص استفاده کنید.

باتری اطراف برنامه را انتخاب کنید

LTO یک ارتقاء جهانی از LiFePO4 نیست و LiFePO4 به طور خودکار پاسخ صحیح برای هر پروژه نیست.

زمانی که دوچرخه سواری مکرر، شارژ سریع، توان بالا، جریان احیا کننده یا عملکرد انتخابی در دمای پایین ارزش عملیاتی معنی داری ایجاد می کند، LTO را انتخاب کنید.

زمانی که پروژه انرژی ذخیره شده مقرون به صرفه، در دسترس بودن عرضه گسترده، دوچرخه سواری روزانه و چگالی انرژی بالاتر را نسبت به LTO اولویت بندی می کند، LiFePO4 را انتخاب کنید.

سپس فرمت سلول را جداگانه انتخاب کنید. سلول کیسه ای می تواند بسته بندی کارآمد، وزن محفظه کمتر و ساخت ماژول انعطاف پذیر را ارائه دهد، اما باید با فشرده سازی، عایق، مدیریت حرارتی و حفاظت زبانه مناسب ادغام شود.

Misen تهیه و ارزیابی می کند سلول های کیسه ای LTO, سلول های کیسه ای LiFePO4 و سلول های کیسه ای NMC برای تحرک الکتریکی، AGV، روباتیک، تجهیزات صنعتی، ذخیره انرژی و ماژول های باتری سفارشی.

پشتیبانی می تواند شامل مقایسه مدل سلول، ارزیابی نمونه، آزمایش ظرفیت و مقاومت، تطبیق سلول، بررسی BMS، ادغام ماژول و برنامه ریزی نمونه اولیه باشد. برای شروع فرآیند انتخاب، ولتاژ، ظرفیت، جریان، زمان شارژ، ابعاد و محدوده دما را برای Misen ارسال کنید.

مراجع فنی

• Toshiba SCiB: ویژگی های باتری های قابل شارژ لیتیوم تیتانات

• راهنمای آزمایشات و معیارهای سازمان ملل: آزمایش حمل و نقل باتری لیتیومی