またLFPバッテリーと呼ばれるリン酸鉄リチウム(LiFePO4の)バッテリーは、充電式電池、正極材料としてのLiFePO4を使用して具体的にリチウムイオン電池の一種である。 LiFePO4電池は、家庭用電化製品に見られる一般的なLiCoO2の設計よりも幾分低いエネルギー密度を持っていますが、長い寿命を提供し、優れた電力密度(電荷が彼らから引き出すことができる速度)と本質的に安全です。 LiFePO4のは、車両の使用およびバックアップ電源での役割の数を見つけることです。
中身
1歴史
2長所と短所
2.1安全
3仕様
4使用法
4.1ソーラーパスライト
子供一人当たり4.2 1つのラップトップ
4.3車両
5また見なさい
6参考文献
[編集]歴史
LiFePO4のは、かんらん石の家族の天然鉱物です。電池電極としての使用は1996年に最初にテキサス大学でジョン·グッドイナフの研究グループによって発表された文献に記載された、[1] [2]リチウム二次電池用正極材料として。その低コスト、非毒性、鉄の高い豊富、その優れた熱安定性、安全性の特性、電気化学的性能、および特定の容量(170ミリアンペア·H / g、または610℃/ g)のそれはいくつかの市場で受け入れられました。 [3] [4]
実用化への重要な障壁は、本質的に低い導電性であった。この問題は、しかし、その後、カーボンなどの導電性材料とのLiFePO4粒子コーティング、粒径を小さくすることにより克服し、[3]、例えば、アルミニウム、ニオブ、ジルコニウムなどの材料のカチオンと結果をドーピングした。このアプローチは、MITではまだ明チェンマイと彼の同僚によって開発されました。製品は量産に今あり、ブラックアンドデッカーのデウォルトのブランド、フィスカーカルマ、ダイムラー、セスナとBAEシステムズなどの大手企業が工業製品で使用されています[要出典]
MITはイオンがバッテリー内でより簡単に移動できるようにする新しいコーティングを導入しました。 "ベルトウェイバッテリーは"リチウムイオンが完全に分の下でバッテリーを充電するのに十分な偉大な速度でバッテリを出入りすることができますバイパスシステムを利用しています。科学者たちは、リチウムピロリン酸と呼ばれるガラス状物質中のリチウムリン酸鉄の被覆粒子により、イオンチャネルをバイパスし、より速く、他の電池に比べて移動することを発見した。リチャージャブルバッテリーは蓄えると、アノードとカソードと呼ばれる二つの電極の間からイオンとして知られている荷電原子、としてエネルギーを放電してください。彼らの充放電速度は、これらのイオンが移動する速度によって制限されます。このような技術は、電池の重量と大きさを減らすことができる。小さなプロトタイプ電池セルは、完全に標準バッテリセルのための6分と比較して、10から20秒で充電できるように開発されています[5]
[編集]長所と短所
この記事では賛否リストが含まれています。より中立的なプレゼンテーションに両辺を積分して、それを改善してください。 (2012年11月)
家電製品に使用されるほとんどのリチウムイオン電池(Liイオン)リチウムコバルト酸化物カソード(LiCoO2の)を使用します。リチウムイオン電池の他の品種には、リチウムマンガン酸化物(たLiMn2O4)およびニッケル酸リチウム(LiNiO2の)が含まれています。電池は彼らのカソードに用いられる材料にちなんで命名され、アノードは、一般的にカーボンで作られており、電解質の様々な使用されている[要出典]。
LiFePO4のバッテリはリチウムイオン由来の化学と株式otherLithiumイオン電池の化学的性質を持つ多くの長所と短所を使用しています。しかし、重要な違いがあります。
LFPの化学は他のリチウムイオンのアプローチよりも長いサイクル寿命を提供しています[6]
リン酸塩の使用は、特にコバルトのコストと環境への配慮、コバルトは不適切な廃棄まで環境に入るの懸念を回避します[6]
LiFePO4のは、コバルト酸リチウムよりも高い電流またはピーク電力定格を持っています。[7]
新しいLFP電池のエネルギー密度(エネルギー/体積)が新しいのLiCoO2電池のそれよりも約14%低くなっている[8]また、LFPSの多くのブランドは、鉛酸またはLiCoO2のより低い放電率を持っています。吐出量はバッテリ容量の割合ですので、より高い率は、より大きなバッテリーを(よりアンペア時)を使用することによって達成することができます。
LiFePO4の細胞は、コバルト酸リチウムコバルトまたはたLiMn2O4マンガンスピネルリチウムイオンポリマー電池やリチウムイオン電池、リチウムイオンバッテリ·ケミストリより容量損失(大きいカレンダー寿命別名)の遅い速度を経験する。1年後[9] [10]棚の上に、LiFePO4のセルは、典型的にはエネルギー密度のLFPの遅い衰退で、LiCoO2のリチウムイオン電池とほぼ同じエネルギー密度を有する。その後、LiFePO4のは、おそらくより高い密度を有する。
[編集]安全性
その他のリチウムイオンの化学反応を介して1つの重要な利点は、電池の安全性を向上させる熱的および化学的安定性、である。[6]のLiFePO4はLiCoO2のより本質的に安全な陰極材料、マンガンスピネルです。 TheFe-POの結合は、酸素原子が除去することがはるかに困難ですので、虐待を受けたときに(など、過熱、短絡)は、Co-O結合よりも強力です。還元エネルギーのこの安定化は、高速イオンの移行を支援します。[要出典]
リチウムがLiCoO2のセル内のカソードから出て移行したように、CoO2は、細胞の構造的完全性に影響を及ぼす非線形膨張する。 LiFePO4の完全にリチオ化とunlithiated状態がLiFePO4の細胞はより構造的に安定したLiCoO2の細胞よりもあることを意味している構造的に類似している[要出典]
いいえリチウムは完全に充電されたLiFePO4のカソードセル、LiCoO2のセルに残っていない、約50%が陰極に残っています。 LiFePO4のは、通常は他のリチウム電池で発熱反応を生じる酸素欠損、中には非常に弾力性がある。[4]
その結果、リン酸鉄リチウム電池は充電時に特に取り扱いミスが発生した場合に発火することがはるかに困難です、どのバッテリーが、一度完全に充電された、唯一の熱として過充電エネルギーを放散することができます。したがって誤用を介してバッテリの障害はまだ可能である。これは、一般的にLiFePO4バッテリが高温で分解しないことが認められている[6]。LFPと一般aeromodeling趣味で使用LiPo電池セル間の差が特に顕著である[要出典]
[編集]仕様
セル電圧=分。放電電圧= 2.8 Vの動作電圧= 3.0 V - 3.3 V最高。電圧= 3.6 Vに充電
体積エネルギー密度= 220 Wh/dm3(790 kJ/dm3)
重量エネルギー密度=> 90 WH /キロ[11](> 320 J / g)を
100%DODサイクル寿命(元の容量の80%までのサイクル数)= 2,000-7,000 [12]
カソード組成(重量)
90パーセントのC-LiFePO4の、グレードフォス-DEV-12
5%炭酸EBN [曖昧さ回避が必要] -10〜10(スーペリアグラファイト)
5パーセントのPVDF
セル構成
炭素被覆アルミニウム集電体15
1.54平方センチメートルカソード
電解質:エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート(EC-DMC)1-1 LiClO4 1M
陽極:インターカレートされた金属リチウムと黒鉛またはハードカーボン
実験条件:
室温
電圧限界:2.0から3.65 Vの
チャージ:最大3.6 VまでのC / 1〜最大速度は、定電圧3.6 Vで、私は<C/24まで
[編集]使用法
[編集]太陽動力を与えられたパスライト
LFPの細胞はすぐに代わりのNiCdのハイエンド太陽動力を与えられたパスライトで使用されています。その高い動作電圧は単セルが昇圧回路を必要とせずに、LEDを駆動することができます。つまり、それらの高エネルギー密度化に加えて、彼らのNiCd対応をアウトパフォームすることができます。確かに、ベースラインのパスライトより明るい24倍であると主張するモデルがあります。
[編集]子供一人当たり1つのラップトップ
バッテリー技術のこのタイプは、子供一人当たり1つのラップトップ(OLPC)プロジェクトで使用されています[13]電池はシンセン、中国、リチウムイオン電池の世界最大の生産国のBYD社によって製造されています。
彼らは有害物質の欧州連合(EU)のRoHSに準拠した有害重金属を含まないため、OLPCはそのXOラップトップでのLFP電池を使用している[14]。
[編集]車
LFPの電池は、このプロトタイプの2008年11月5日のエピソードで紹介されました!彼らは六脚(歩行)車両の動力源として使用された[要出典]
この電池はAptera [15]およびQUICC。[16]によって作られ、電気自動車で使用されている
Killacycle、世界最速の電動バイクは、リン酸鉄リチウムバッテリーを使用しています。[17]
Roehrオートバイ会社、5.8 kWの電力を使用して、そのスーパースポーツ電動バイクをへ·hの容量LFPバッテリーパック。[要出典]
LFPのバッテリーを電源に電気自動車メーカーのスミス電気自動車で、その製品を使用されています[要出典]
ミネアポリス電気バイク、シカゴ電動自転車はLFP電池を使用してください。[参照は必要とした]
また、BYD、自動車メーカーは、パワーを世界で初めて商用のデュアルモード電気自動車であろうそのPHEV、F3DM andF6DM(デュアルモード)、そのリン酸鉄リチウム電池を使用する予定です。これは、2009年に大量の車を生産する計画。[18]
2007年5月にリチウムルネサステクノロジは、彼らが "世界でその種の最大の細胞"であると主張して、ハイブリッド車で使用するために十分な大きさの細胞を用いたリン酸鉄リチウム電池を発表した。[19]
いくつかの電子タバコは電池のこれらの型を使用した[1]。
Shorai株式会社powersport車(オートバイ、バギー、等..)の様々なリチウム鉄電池を作る
彼らは少し高いのLiPoパック7.4V、上に6.6Vの公称電圧を提供し、可能性があるRCモデルカーは、特に電圧レギュレータを必要とせずにNiMHパックまたはリポパックの直接の代替として、RXとTXパックとして、これらの電池を使用するかもしれません6.0Vまで安定化する必要があります。
[編集]も参照してください。
リチウム電池
リチウムイオン電池
リチウムチタン電池
リチウム - 空気電池
リチウムイオンポリマー電池
ナノワイヤーバッテリー
リン酸塩
パワーウェイトレシオ
バナジウム
スーパー鉄電池
[編集]参考資料
^ "のLiFePO4:充電式電池用新規正極材料"、アラスカPadhi、K.S. Nanjundaswamy、JBグッドイナフ、Electrochimical会会議要旨,96-1、1996年5月、ppの73
。。10.1149/1.1837571:充電式リチウム電池用正極材料 "、アラスカPadhi、カンザスNanjundaswamyとJBグッドイナフ、J. Electrochem SOC、144、1188年から1194年(1997年)..土井として^ホスホ - カンラン石。
^ abは "大きい、より安く、より安全な電池:リチウムイオン電池の仕事まで新素材料"。 sciencenews.org
^ abはビルより安全Liイオンbatteries.houseofbatteries.com
秒の^新しいバッテリー技術料
^ A B C Dの充電式リチウム電池。 Electropaediaバッテリ·エネルギー技術
^良いバッテリー?リチウムイオン電池は、アダムHadhazy、サイエンティフィック·アメリカン、2009年3月11日にスーパーチャージャーを取得します。
^郭、Y.;胡、J.;ワン、電気化学的エネルギー変換とストレージデバイスのL.ナノ構造材料。前売·マーテル2008、20、2878年から2887年
^ A123Systems "...現在の試験投影する優れたカレンダー寿命:17%インピーダンスの成長と23%容量lossin 15 [!15] 100%SOCにおける歳、60℃.."
^リチウムベースのバッテリー "...リチウムイオン年齢は、温度や充電状態によって支配されることによって、速度を長くするためにどのように図1は、この2つのパラメータの関数として容量損失を示しています...
25℃.. [料金の100%の状態] ... 1年後に80%
40℃.. [料金の100%の状態] ... 1年後に65パーセント
... "
^ "大判、リン酸鉄リチウム - グーテンベルク後"。 Jcwinnie.biz。 2012年4月24日に取り出される。
^ http://www.a123systems.com/technology/life
^ポーグ、デイヴィッド(2007年10月4日)。 "ミッションを搭載したラップトップは、その聴衆が広がる"。ニューヨーク·タイムズ紙。 2007年10月4日に取り出される。 LiFePO4のはOLPC nytimes.comで使用
^ "ノートパソコンについて:ハードウェア"。 OLPC財団。
^ "Apteraは、主力の2eのフルスペックを発表しました"。www.quicc.eu
^ "QUICC電気自動車"。 www.quicc.eu
^バンチ、ジョーイ(2007年9月2日)。 "電気オートバイポテトガス火力ライバル"。デンバーポスト。
^中国日報2008年12月16日午前8時13分 "の電気自動車レースでトヨタ、GMが過去BYDのズーム"
^ "次世代電池技術は、ハイブリッド車や電気自動車を現実のものとします。" lithiumtech.com