منشور مدونة من One Charge:
تكشف اختبارات التحلل المستقلة الأخيرة لبطاريات الليثيوم التجارية عن مفاجأة كبيرة! على عكس ادعاءات العديد من مصنعي بطاريات الليثيوم القائمة على NMC ، فإن كيمياء LFP متفوقة مقارنةً بـ NMC - فهي أكثر أمانًا وتوفر عمرًا أطول وهي عمومًا أقل تكلفة من NMC و NCA.
من بين جميع أنواع ملفات بطاريات الليثيوم أيون، يظهر اثنان كأفضل خيار للرافعات الشوكية وشاحنات الرفع الأخرى: Lithium Ferrum Phosphate ، أو فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) والليثيوم والنيكل وأكسيد الكوبالت والمنغنيز (NMC). كانت كيمياء بطارية LFP موجودة في الأطول. NMC هي تقنية جديدة نسبيًا. ومع ذلك ، هذا لا يُترجم دائمًا إلى كونه تقنية أفضل عالميًا. في السيارات الكهربائية (EVs) ، مثل السيارات والشاحنات ، غالبًا ما يكون الخيار المفضل نظرًا لوزن أقل بشكل عام وكثافة طاقة أعلى لكل كيلوغرام. ومع ذلك ، في بيئة التخزين ، حيث تكون درجات الحرارة المحيطة ممكنة والوزن ليس هو المشكلة ، فإن بطارية LFP منتشر وعلى العكس قد يكون خيارًا أكثر ملاءمة. كإعداد افتراضي ، يمكن أن يتراوح العمر الإنتاجي لكل من كيميائى NMC و LFP بين 3,000 إلى 5,000 دورة. ومع ذلك ، مع رسوم الفرصة ، يمكن زيادة ذلك بشكل كبير ، في أي مكان يصل إلى 7,000 دورة. في حين لا ينبغي شحن حمض الرصاص حتى نفاد 20٪ من سعة البطارية ، تزدهر بطاريات الليثيوم أيون بما تسميه فرصة الشحن. بينما يعمل النوعان - LFP و NMC - بشكل مشابه ، إلا أن هناك بعض الاختلافات.
وفقًا لورقة 2020 من مجلة الجمعية الكهروكيميائية (تدهور خلايا ليثيوم أيون التجارية كدالة في الكيمياء وظروف ركوب الدراجات) ، تتمتع بطاريات LFP بعمر أطول من NMCs. تتعارض هذه البيانات مع الفكرة الواسعة الانتشار بأن خلايا NMC أكثر متانة ولها عمر أطول. نُشرت هذه الاختبارات لأول مرة في سبتمبر 2020 ولكنها وصلت إلى أقسام الأخبار في منشورات تسليم المواد مؤخرا فقط. يقدم مؤلفو المقال تفسيراً واحداً محتملاً - قد تختلف البيانات الموجودة على الخلايا المتاحة تجارياً مع تغير عملية التصنيع ، مهما كانت دقيقة. في ظل ظروف اختبار صارمة ، تم تفريغ خلايا الليثيوم المتاحة تجاريًا من كلا النوعين بشكل متكرر وشحنها من 0٪ إلى 100٪. النتيجة؟ وفقًا للورقة ، "تعرض خلايا LFP دورات حياة أطول بشكل كبير في ظل الظروف التي تم فحصها." تم إجراء الاختبارات في مختبرات سانديا الوطنية كجزء من جهد أوسع لتحديد وتوصيف سلامة وموثوقية خلايا Li-ion التجارية. درست الدراسة تأثير درجة الحرارة ، وعمق التفريغ (DOD) ، وتيار التفريغ على التحلل طويل المدى للخلايا التجارية. كيمياء LFP متفوقة مقارنة بـ NMC كيمياء LFP متفوقة مقارنة بـ NMC تم شحن وتفريغ جميع الخلايا بمعدل 0.5 درجة مئوية أو مقدار التفريغ الذي سيستنفد السعة الكاملة للبطارية في غضون ساعتين. في التمثيل الرسومي الموضح (مأخوذ من الورقة الفنية لعام 2020 للمجلة) ، يمكنك بسهولة أن ترى أن سعة الاحتفاظ بسعة التفريغ لبطارية الليثيوم LFP (نقاط البيانات الزرقاء) تجاوزت بكثير الاحتفاظ بالبطارية NMC (المشار إليها بواسطة نقاط البيانات السوداء) لكل منها جولة دورة الشحن / التفريغ. يشير الرسم البياني إلى أن NMC يتدهور تقريبًا بسرعة ضعف سرعة LFP ، مما يُظهر الأداء العام المتفوق لخلايا LFP. أظهر الاختبار أن LFPs لديها كفاءة رحلة ذهابًا وإيابًا أفضل من NMCs ، محسوبة عن طريق قسمة طاقة التفريغ على طاقة الشحن. يوضح هذا الحساب أن LFP هو الخيار الأكثر كفاءة واقتصادية. كانت بطارية أكسيد الألومنيوم النيكل والنيكل والكوبالت ، أو NCA ، أيضًا جزءًا من هذه التجربة وأدت أداءً مشابهًا أو أسوأ من NMC. لا نركز على NCA في هذه المقالة لأنه ليس سائدًا في الاستخدام التجاري لبطاريات الليثيوم لمناولة المواد ، ويرجع ذلك أساسًا إلى مشكلات السلامة والتكلفة. أظهرت كل من خلايا NMC و NCA اعتمادًا قويًا على عمق التفريغ ، مع حساسية أكبر لدورة نطاق SOC الكاملة مقارنة بخلايا LFP. تتمتع خلايا LFP بأعلى دورة حياة في جميع الظروف ، ولكن تم تقليل فجوة الأداء هذه عند مقارنة الخلايا وفقًا لإخراج طاقة التفريغ.
هناك اختلاف رئيسي آخر بين LFP و NMC غالبًا ما يستخدم كنقطة بيع في مناولة المواد. بطاريات الليثيوم أيون NMC يتم شحنها أحيانًا بمعدل أعلى وأسرع ، وغالبًا ما تتم مقارنتها بـ LFP باستخدام دورة شحن من 0 إلى 100٪. ومع ذلك ، هناك مقايضة. للقيام بذلك ، يجب تعزيز الكابلات والموصلات لأن درجة الحرارة الناتجة عن العملية أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، يجب عزل الخلايا الفردية عن بعضها البعض لاحتواء وتبديد الحرارة. يتم ذلك عادةً باستخدام دروع خزفية ، مما يزيد من تكلفة وحدة البطارية. بطاريات الليثيوم أيون LFP عادةً ما يتم الشحن بمعدل أقل ، غالبًا ما يصل إلى معدل 1.5 درجة مئوية. يمكن تزويدها بمقبس مزدوج ، ومع ذلك ، يضاعف معدل الشحن ، مع الحفاظ على درجة حرارة شحن أقل. السحب الحالي أثناء عملية الشحن أقل بشكل عام ، ومن المحتمل أن يترجم إلى شحن أكثر أمانًا. في الواقع ، فإن معدل الشحن الأعلى لـ NMC ليس مشكلة. مع استخدام فرصة الشحن (التي تفيد بطاريات الليثيوم) ، لا ينبغي أبدًا تفريغ البطارية بالكامل. لذلك ، نادرًا ما يتم الشحن من بطارية فارغة الشحن إلى بطارية مشحونة بالكامل. الوجبات الجاهزة بسيطة. على الرغم من أنه قد يتم الترويج لأن معدل الشحن الأعلى لـ NMC ممكن ، فلا توجد زيادة قابلة للقياس في توفير الوقت أو تقليل وقت التوقف للتحقق من ضرورة معدلات الشحن فوق معدل 1 C.
بينما غالبًا ما يتم الترويج لخلايا NMC باعتبارها تقنية أحدث وأكثر تقدمًا ، فإنها تحمل بعض المزالق المهمة الأخرى. تكون نقطة الاشتعال (درجة الحرارة التي تشتعل عندها مادة كيميائية) أقل بكثير من LFP. تبلغ نقطة الوميض لـ NMC 419 درجة فهرنهايت ، في حين أن نقطة الوميض في LFP تصل إلى 518 درجة. بمعنى آخر ، من المرجح أن تشتعل NMC وتحترق في ظل الظروف المناسبة. على سبيل المثال ، يساهم معدل الشحن المرتفع في الهروب الحراري والتلف الحراري المحتمل وهو أكثر انتشارًا في حزمة بطارية NMC منه في LFP. تتسبب كل من التكنولوجيا والكيمياء الخاصة بـ NMC في تشغيله بشكل أكثر سخونة أثناء الاستخدام والشحن ، مما يتطلب المزيد من إجراءات تبديد الحرارة. يتم استخدام بلاط السيراميك لفصل الخلايا في بطارية NMC للتحكم في الحرارة. هذا مقياس غير مطلوب في تكنولوجيا الكيمياء LFP. في حين أن NMC هي تقنية ذات معدلات شحن أسرع وبجهد اسمي أعلى قليلاً لكل خلية (3.7 فولت مقارنة بـ LFP's 3.2V) ، لا توجد مزايا واضحة لتبرير ارتفاع سعر الشراء. بينما يتقلب السعر الدقيق مع السوق ، تكلف بطارية NMC ما بين 30٪ إلى 50٪ أكثر. تعد كيمياء LFP في الواقع تقنية أكثر أمانًا وستؤدي بشكل جيد ، بل وتتفوق على NMC الأكثر تكلفة. تتفوق بطارية LFP على بطارية الرصاص الحمضية القديمة والأقل أمانًا والأقل كفاءة. وكذلك يفعل NMC. ولكن عندما تكون التكلفة الإجمالية لامتلاك بطاريات الرافعة الشوكية عاملاً دافعًا ، فقد يكون LFP هو الخيار الأفضل.
لا يمكننا تخطي المقارنة الحتمية لكيمياء حمض الرصاص في هذه المقالة ، حيث لا تزال هذه تقنية سائدة في عالم الرافعة الشوكية. خلايا الرصاص الحمضية هي خلايا رطبة. يتم توليد الطاقة الكهربائية عن طريق المواد الكيميائية السائلة التي تتفاعل مع الرصاص. يتم تحويل الرصاص إلى كبريتات الرصاص عن طريق تفاعل كيميائي مع الحمض. عند توصيلها بحمل (الرافعة الشوكية) ، تتحرك الإلكترونات خلاله ، وتوازن الإلكترونات. ببساطة ، البطارية "فارغة". إعادة شحن البطارية يعكس العملية. في حين أن بطاريات الرصاص الحمضية كانت موجودة منذ فترة طويلة ، إلا أن هناك بعض المزالق الكامنة. على سبيل المثال ، لديهم عدد محدود من دورات الشحن ، في مكان ما حوالي 1,500. ومع ذلك ، هذا يعني أيضًا أنه يتم استخدام دورة في كل مرة تقوم فيها بشحن البطارية. من الناحية المثالية ، يجب شحن البطارية عند نفادها بنسبة تتراوح بين 20 و 30 بالمائة من الشحن المتبقي لتجنب فقد السعة. يمكن أن يؤدي الشحن عندما تكون السعة أقل من 20٪ إلى إتلاف كل من البطارية والمصعد. الشحن في كثير من الأحيان ، لنقل أكثر من 60٪ ، وأنت تهدر الرسوم. سيتم تقصير عمر البطارية. تنتج عمليات الشحن / التفريغ أيضًا غازات سامة وقابلة للاشتعال. هذا يجعل حمض الرصاص خطيرًا ، أثناء التشغيل والشحن. بطاريات الرصاص الحمضية تتطلب صيانة مكثفة أيضًا. إذا لم تتم مراقبة مستويات المياه وصيانتها بشكل صحيح - سواء كانت مستويات عالية أو منخفضة - فسيتم تقصير عمر البطارية ، وقد تنشأ ظروف خطيرة. أخيرًا ، للحفاظ على هذه البطاريات بشكل صحيح ، تحتاج إلى اتباع قاعدة 8-8-8: ثماني ساعات من الاستخدام ، وثماني ساعات من الشحن ، وثماني ساعات من فترة التهدئة ، مرة أخرى ، لتجنب فقد سعة البطارية بسبب التدهور آلية هذه التكنولوجيا. هذا يعني أنه لا يمكن استخدام البطارية إلا خلال وردية واحدة كاملة خلال 24 ساعة. وهذا يعني أنه يجب أن يكون لديك بطارية احتياطية إضافية لتبديلها في كل وردية عمل. بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية ، تتمتع كل من بطاريات NMC و LFP Li ion بعمر إجمالي أطول وعدد أكبر بكثير من دورات تفريغ الشحن. على عكس حمض الرصاص ، تزدهر كيمياء أيون الليثيوم بشحنات متكررة. يتم زيادة عمرهم القابل للاستخدام من خلال فرض رسوم أثناء فترات الراحة ووجبات الغداء. بالإضافة إلى ذلك ، تعد صيانة البطارية ضئيلة مقارنة ببطارية الرصاص الحمضية. لا تحتاج إلى مراقبة مستويات الإلكتروليت لأنها غير موجودة. ولا يلزم تهوية غرفة البطارية نظرًا لعدم وجود غازات خطيرة أثناء عملية الشحن. تتم معظم مراقبة الحالة بواسطة البطارية نفسها باستخدام الإلكترونيات المتقدمة لنظام إدارة البطارية الخاص بها.
عند اختيار البطارية المناسبة لعملك ، لا تعتمد على التكلفة الأولية وحدها. ضع في اعتبارك التكلفة الإجمالية للملكية خلال عمر البطارية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار التشغيل الآمن وطول العمر لكيمياء أيونات الليثيوم. البطارية التي تحتوي على كيمياء أيونات الليثيوم منطقية بشكل أفضل ، من وجهة نظر الكفاءة التشغيلية ، وعامل الأمان المتزايد المتاح. ومع ذلك ، لا تتخذ القرار بسرعة ، دون الموازنة بين إيجابيات وسلبيات كيماويات بطاريات NMC و LFP.
● NMC هو خيار ممتاز للسيارات الكهربائية. ولكن قد لا تكون بطاقة السعر تستحق العناء لاستخدام الرافعة الشوكية و PIT (الشاحنة الصناعية التي تعمل بالطاقة). بشكل عام ، لا توجد زيادة كبيرة في الأداء ، وتوضح تقنية LFP تدهورًا أبطأ للبطارية وعمرًا أطول للبطارية عند التعامل معها بشكل صحيح.
● في حين أن بعض بطاريات NMC قد توفر معدل شحن أسرع (ربما يصل إلى 3 درجات مئوية) ، فإن هذا ليس بالضرورة مطلبًا بسبب فرصة الشحن. نادرًا ما تقوم بشحن بطارية من 0 إلى 100 بالمائة.
يتم شحن بطاريات LFP بمعدل أقل ، ولكن يمكن زيادة المعدل بسهولة إذا كان ذلك مطلوبًا.
● على عكس التصور الحالي ، تُظهر البيانات أن خلايا LFP تتمتع بأعلى دورة حياة في جميع الظروف.
● كلا النوعين من الليثيوم أيون أكثر أمانًا من تقنية حمض الرصاص القديمة. ومع ذلك ، فإن نقطة الوميض المنخفضة لـ NMC (419 درجة فهرنهايت) تزيد من احتمال حدوث حريق ، خاصة عند معدل الشحن العالي.
BSLBATT ليثيوم هي واحدة من أكبر المطورين والمصنعين والمتكاملين لـ بطاريات الليثيوم أيون لشاحنات الرفع في الصين. تبيع الشركة كميات كبيرة من البطاريات الصناعية لمختلف المعدات. تتعاون بنجاح مع العديد من رواد سوق OEM. BSLBATT Lithium هو "سفير التغيير" للتطبيق الدولي للتكنولوجيا الجديدة. تستثمر الشركة باستمرار في التطوير التكنولوجي. لقد كانت تستكشف تركيبات كيميائية جديدة يمكن أن تقلل من تكلفة المنتج مع تحسين الأداء من أجل الاستمرار في استبدال بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية. تم تصميم أنظمة بطارية الرافعة الشوكية الليثيوم BSLBATT بخلايا LFP ، والتي أصبحت معيار الموثوقية وطول العمر والسلامة. لمزيد من المعلومات حول كيفية الشراكة مع BSLBATT Lithium ، يرجى الاتصال بـ Haley Ning عبر البريد الإلكتروني على query@bsl-battery.com أو اتصل به على (86) 752-2819-469. لمزيد من المعلومات حول BSLBATT Lithium. ، يرجى زيارة الموقع www.lithiumforkliftbattery.com/about-us.html
