Laporan Tesla Q3 2021 mengumumkan transisi ke baterai LiFePO4 sebagai standar baru di kendaraannya.Tapi apa sebenarnya baterai LiFePO4 itu?
NEW YORK, NEW YORK, AS, 26 Mei 2022 /EINPresswire.com/ — Apakah itu alternatif yang lebih baik untuk baterai Li-Ion?Bagaimana baterai ini berbeda dari baterai lain?
Pengenalan Baterai LiFePO4
Baterai lithium iron phosphate (LFP) adalah baterai lithium-ion dengan tingkat pengisian dan pemakaian yang lebih cepat.Ini adalah baterai isi ulang dengan LiFePO4 sebagai katoda dan elektroda karbon grafit dengan dukungan logam sebagai anoda.
Baterai LiFePO4 memiliki kepadatan energi yang lebih rendah daripada baterai lithium-ion dan voltase pengoperasian yang lebih rendah.Mereka memiliki tingkat debit rendah dengan kurva datar dan lebih aman daripada Li-ion.Baterai ini juga dikenal sebagai baterai lithium ferrophosphate.
Penemuan Baterai LiFePO4
Baterai LiFePO4ditemukan oleh John B. Goodenough dan Arumugam Manthiram.Mereka termasuk yang pertama mengidentifikasi bahan yang digunakan dalam baterai lithium-ion.Bahan anoda tidak ideal untuk baterai lithium-ion karena kecenderungan mereka untuk hubungan arus pendek awal.
Para ilmuwan menemukan bahwa bahan katoda lebih baik dibandingkan dengan katoda baterai lithium-ion.Ini terutama terlihat pada varian baterai LiFePO4.Mereka meningkatkan stabilitas dan konduktivitas dan meningkatkan berbagai aspek lainnya.
Saat ini, baterai LiFePO4 ditemukan di mana-mana dan memiliki berbagai aplikasi, termasuk digunakan di kapal, tata surya, dan kendaraan.Baterai LiFePO4 bebas kobalt dan lebih murah daripada kebanyakan alternatif.Ini tidak beracun dan memiliki umur simpan yang lebih lama.
Spesifikasi Baterai LFP
Sumber
Fungsi Sistem Manajemen Baterai di Baterai LFP
Baterai LFP terdiri dari lebih dari sekadar sel yang terhubung;mereka memiliki sistem yang memastikan baterai tetap dalam batas aman.Sistem manajemen baterai (BMS) melindungi, mengontrol, dan memantau baterai dalam kondisi pengoperasian untuk memastikan keamanan dan memperpanjang masa pakai baterai.
Fungsi Sistem Manajemen Baterai di Baterai LFP
Terlepas dari kenyataan bahwa sel lithium besi fosfat lebih toleran, mereka tetap rentan terhadap tegangan berlebih selama pengisian, yang mengurangi kinerja.Bahan yang digunakan untuk katoda berpotensi memburuk dan kehilangan stabilitasnya.BMS mengatur keluaran setiap sel dan memastikan bahwa tegangan maksimum baterai dipertahankan.
Saat material elektroda terdegradasi, Undervoltage menjadi perhatian serius.Jika tegangan sel turun di bawah ambang batas tertentu, BMS memutuskan baterai dari sirkuit.Ini juga berfungsi sebagai backstop dalam kondisi arus lebih dan akan mematikan operasinya selama hubungan arus pendek.
Baterai LiFePO4 vs. Baterai Lithium-Ion
Baterai LiFePO4 tidak cocok untuk perangkat yang dapat dikenakan seperti jam tangan.Mereka memiliki kepadatan energi yang lebih rendah daripada baterai lithium lainnya.Namun, mereka adalah yang terbaik untuk sistem energi surya, RV, kereta golf, perahu bass, dan sepeda motor listrik.
Salah satu keunggulan utama baterai ini adalah masa pakainya.
Baterai ini dapat bertahan lebih dari 4x lebih lama dari yang lain.Mereka lebih aman dan dapat mencapai kedalaman debit hingga 100%, yang berarti mereka dapat digunakan untuk waktu yang lebih lama.
Di bawah ini adalah alasan lain mengapa baterai ini merupakan alternatif yang lebih baik untuk baterai Li-ion.
Biaya rendah
Baterai LFP terbuat dari besi dan fosfor, ditambang dalam skala besar, dan tidak mahal.Biaya baterai LFP diperkirakan 70 persen lebih rendah per kg daripada baterai NMC yang kaya nikel.Komposisi kimianya memberikan keuntungan biaya.Harga sel terendah yang dilaporkan untuk baterai LFP turun di bawah $100/kWh untuk pertama kalinya pada tahun 2020.
Dampak Lingkungan Kecil
Baterai LFP tidak mengandung nikel atau kobalt, yang mahal dan memiliki dampak lingkungan yang besar.Baterai ini dapat diisi ulang yang menunjukkan ramah lingkungan.
Peningkatan Efisiensi dan Kinerja
Baterai LFP dikenal dengan siklus hidupnya yang panjang, menjadikannya pilihan populer untuk aplikasi yang membutuhkan keluaran daya yang andal dan konsisten dari waktu ke waktu.Baterai ini mengalami tingkat kehilangan kapasitas yang lebih lambat daripada baterai lithium-ion lainnya, yang membantu mempertahankan kinerjanya dalam jangka panjang.Selain itu, mereka memiliki tegangan operasi yang lebih rendah, menghasilkan resistansi internal yang lebih sedikit dan kecepatan pengisian/pengosongan yang lebih cepat.
Peningkatan Keamanan dan Stabilitas
Baterai LFP stabil secara termal dan kimia, sehingga kecil kemungkinannya untuk meledak atau terbakar.LFP menghasilkan seperenam panas NMC yang kaya nikel.Karena ikatan Co-O lebih kuat dalam baterai LFP, atom oksigen dilepaskan lebih lambat jika korsleting atau terlalu panas.Selain itu, tidak ada lithium yang tersisa di sel yang terisi penuh, membuatnya sangat tahan terhadap kehilangan oksigen dibandingkan dengan reaksi eksotermik yang terlihat pada sel lithium lainnya.
Kecil dan Ringan
Baterai LFP hampir 50% lebih ringan dari baterai lithium mangan oksida.Mereka hingga 70% lebih ringan dari baterai timbal-asam.Saat Anda menggunakan baterai LiFePO4 di dalam kendaraan, Anda menggunakan lebih sedikit bahan bakar dan memiliki lebih banyak kemampuan manuver.Mereka juga kecil dan kompak, memungkinkan Anda menghemat ruang pada skuter, perahu, RV, atau aplikasi industri Anda.
Baterai LiFePO4 vs. Baterai Non-Lithium
Baterai non-litium memiliki sejumlah keunggulan tetapi kemungkinan akan diganti dalam jangka menengah mengingat potensi baterai LiFePo4 baru karena teknologi yang lebih lama mahal dan kurang efisien.
Baterai Asam Timbal
Baterai timbal-asam mungkin tampak hemat biaya pada awalnya, tetapi akhirnya menjadi lebih mahal dalam jangka panjang.Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa mereka membutuhkan perawatan dan penggantian yang lebih sering.Baterai LiFePO4 akan bertahan 2-4 kali lebih lama tanpa perlu perawatan.
Baterai Gel
Baterai gel, seperti baterai LiFePO4, tidak perlu sering diisi ulang dan tidak kehilangan daya saat disimpan.Tetapi baterai gel mengisi daya lebih lambat.Mereka harus diputuskan segera setelah terisi penuh untuk menghindari kehancuran.
Baterai RUPS
Sementara baterai AGM berisiko tinggi mengalami kerusakan di bawah kapasitas 50%, baterai LiFePO4 dapat dikosongkan seluruhnya tanpa risiko kerusakan.Juga, sulit untuk mempertahankan mereka.
Aplikasi untuk Baterai LiFePO4
Baterai LiFePO4 memiliki banyak aplikasi berharga, termasuk
Perahu Nelayan dan Kayak: Anda dapat menghabiskan lebih banyak waktu di atas air dengan waktu pengisian daya yang lebih sedikit dan waktu tempuh yang lebih lama.Bobot yang lebih ringan memberikan penanganan yang lebih mudah dan peningkatan kecepatan selama kompetisi memancing berisiko tinggi.
Skuter dan moped mobilitas: Tidak ada beban mati untuk memperlambat Anda.Isi daya baterai Anda hingga kurang dari kapasitas penuh untuk perjalanan spontan tanpa merusaknya.
Konfigurasi surya: Bawa baterai LiFePO4 ringan ke mana pun Anda hidup (bahkan mendaki gunung atau di luar jaringan) untuk memanfaatkan tenaga matahari.
Penggunaan komersial: Ini adalah baterai lithium teraman dan terberat yang membuatnya ideal untuk aplikasi industri seperti mesin lantai, liftgate, dan banyak lagi.
Selain itu, baterai lithium besi fosfat memberi daya pada banyak perangkat lain seperti senter, rokok elektronik, peralatan radio, penerangan darurat, dan barang-barang lainnya.
Kemungkinan untuk Implementasi LFP Skala Lebar
Sementara baterai LFP lebih murah dan lebih stabil daripada alternatif, kepadatan energi telah menjadi penghalang signifikan untuk adopsi secara luas.Baterai LFP memiliki kepadatan energi yang jauh lebih rendah, berkisar antara 15 dan 25%.Namun, hal ini berubah dengan menggunakan elektroda yang lebih tebal seperti yang digunakan pada Model 3 buatan Shanghai, yang memiliki kerapatan energi 359Wh/liter.
Karena masa pakai baterai LFP yang panjang, baterai ini memiliki kapasitas lebih besar daripada baterai Li-ion dengan berat yang sebanding.Ini berarti kepadatan energi baterai ini akan menjadi lebih mirip dari waktu ke waktu.
Hambatan lain untuk adopsi massal adalah bahwa China telah mendominasi pasar karena banyaknya paten LFP.Ketika paten ini kedaluwarsa, ada spekulasi bahwa produksi LFP, seperti manufaktur kendaraan, akan dilokalkan.
Pembuat mobil besar seperti Ford, Volkswagen, dan Tesla semakin memanfaatkan teknologi dengan mengganti formulasi nikel atau kobalt.Pengumuman terbaru oleh Tesla dalam pembaruan triwulanannya hanyalah permulaan.Tesla juga memberikan pembaruan singkat pada paket baterai 4680, yang akan memiliki kepadatan dan jangkauan energi yang lebih tinggi.Mungkin juga Tesla akan menggunakan konstruksi "cell-to-pack" untuk memadatkan lebih banyak sel dan mengakomodasi kepadatan energi yang lebih rendah.
Terlepas dari usianya, LFP dan pengurangan biaya baterai mungkin sangat penting dalam mempercepat adopsi EV massal.Pada tahun 2023, harga lithium-ion diperkirakan akan mendekati $100/kWh.LFP dapat memungkinkan pembuat mobil untuk menekankan faktor-faktor seperti kenyamanan atau waktu pengisian ulang daripada hanya harga.
Waktu posting: 10 Agustus-2022