Эрчим хүч хуримтлуулах хурдацтай хөгжиж буй орчинд лити-ион батерейнууд тулгын чулууны технологи болж гарч ирэв. Төрөл бүрийн химийн бодисуудаас хамгийн алдартай нь Лити төмрийн фосфат (LFP) ба никель манганы кобальт (NMC) юм. Тус бүр өөрийн гэсэн өвөрмөц онцлог, давуу тал, хязгаарлалттай тул тэдгээрийг өөр өөр хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Энэхүү нийтлэл нь LFP ба NMC батерейны харьцуулсан дүн шинжилгээ хийж, тэдгээрийн давуу болон сул талуудыг тодруулах зорилготой юм.
Химийн найрлага ба бүтэц
LFP (Лити төмрийн фосфат):
LFP батерейнууд нь литийн төмрийн фосфатыг катодын материал болгон ашигладаг бөгөөд ихэвчлэн бал чулууг анод болгон ашигладаг. Химийн найрлагыг LiFePO4 гэж тэмдэглэв. LFP-ийн оливин бүтэц нь маш сайн дулааны тогтвортой байдал, аюулгүй байдлыг хангадаг.
NMC (Никель манганы кобальт):
NMC батерейнууд нь катоддоо никель, манган, кобальтыг хослуулан ашигладаг бөгөөд ердийн найрлагын харьцаа 1: 1: 1 эсвэл 8: 1: 1 гэх мэт өөрчлөлтүүд байдаг. Ерөнхий томьёо нь Li(NiMnCo)O2 юм. NMC-ийн давхаргат бүтэц нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, сайн гүйцэтгэлийг хангах боломжийг олгодог.
Эрчим хүчний нягтрал
LFP ба NMC батерейг ялгах гол үзүүлэлтүүдийн нэг бол эрчим хүчний нягтрал юм.
LFP (литийн төмрийн фосфат):
LFP батерей нь ерөнхийдөө бага эрчим хүчний нягтралтай байдаг ба 90-120 Вт/кг хооронд хэлбэлздэг. Энэ нь тэдгээрийг NMC батерейтай харьцуулахад ижил хэмжээний хуримтлагдсан эрчим хүч гаргахад хүргэдэг.
NMC (Никель манганы кобальт):
NMC батерей нь эрчим хүчний өндөр нягтралтай, ихэвчлэн 150-220 Вт/кг орчим байдаг. Энэ нь тэдгээрийг цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV) гэх мэт орон зай, жин чухал хүчин зүйл болдог хэрэглээнд илүү тохиромжтой болгодог.
Аюулгүй байдал ба дулааны тогтвортой байдал
Батерейны технологи, ялангуяа том хэмжээний хэрэглээнд аюулгүй байдал хамгийн чухал.
LFP (литийн төмрийн фосфат):
LFP батерейнууд нь дулааны тогтвортой байдал, аюулгүй байдалаараа алдартай. Эдгээр нь хэт халалт, дулааны алдагдалд бага өртөмтгий байдаг тул сүлжээний хадгалалт, орон сууцны эрчим хүчний систем гэх мэт өндөр түвшний аюулгүй байдлыг шаарддаг програмуудад маш сайн сонголт болдог.
NMC (Никель манганы кобальт):
NMC батерейнууд нь аюулгүй байдлын сайн шинж чанартай байдаг ч LFP-тэй харьцуулахад дулааны гүйдэлд илүү өртөмтгий байдаг. Зайны удирдлагын систем (BMS) болон хөргөлтийн технологийн дэвшил нь эдгээр эрсдлийг тодорхой хэмжээгээр бууруулсан боловч LFP энэ тал дээр тэргүүлэх байр суурийг эзэлсээр байна.
Амьдралын мөчлөг
Батерейны ашиглалтын хугацаа нь түүний урт хугацаанд ажиллах чадвар, зардлын үр ашгийг тодорхойлдог чухал хүчин зүйл юм.
LFP (литийн төмрийн фосфат):
LFP батерейнууд нь ихэвчлэн илүү удаан ажиллах хугацааг санал болгодог бөгөөд мэдэгдэхүйц доройтол гарахаас өмнө 2000 циклээс давдаг. Энэ нь тэдгээрийг суурин хадгалах шийдэл гэх мэт урт наслалт чухал хэрэгцээтэй хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
NMC (Никель манганы кобальт):
NMC батерейнууд нь ихэвчлэн 1000-аас 2000 циклийн хооронд богино хугацааны мөчлөгтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч судалгаа, хөгжүүлэлт нь тэдний бат бөх чанарыг байнга сайжруулж байна.
Зардлын талаар анхаарах зүйлс
Зардал бол LFP болон NMC батерейны сонголтод нөлөөлдөг өөр нэг чухал хүчин зүйл юм.
LFP (литийн төмрийн фосфат):
LFP батерейнууд нь төмрийн болон фосфатын элбэг дэлбэг, хямд үнэтэй учраас түүхий эдийн өртөг багатай байдаг. Энэ нь тэдгээрийг ялангуяа том хэмжээний хэрэглээнд илүү хямд болгодог.
NMC (Никель манганы кобальт):
NMC батерей нь ихэвчлэн кобальт, никель өндөр үнэтэй байдаг тул илүү үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдний эрчим хүчний өндөр нягтрал нь тухайн хэрэглээнд шаардлагатай эсийн тоог бууруулснаар анхны зардлыг нөхөж чадна.
Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө
Батерейны технологийг үнэлэхэд байгаль орчны асуудал улам бүр чухал болж байна.
LFP (литийн төмрийн фосфат):
LFP батерейнууд нь кобальт агуулаагүйгээс байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл нь бага байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн уул уурхайн үйл ажиллагаатай холбоотой ёс зүй, байгаль орчны асуудалтай холбоотой байдаг.
NMC (Никель манганы кобальт):
NMC батерейнд кобальт ашиглах нь хүний эрх, байгаль орчны доройтолтой холбоотой санаа зовнилыг төрүүлдэг. Кобальтын агууламжийг бууруулах эсвэл өөр материал хайх оролдлого хийгдэж байгаа боловч эдгээр сорилтууд хэвээр байна.
Хэрэглээ
LFP болон NMC батерейны ялгаатай шинж чанарууд нь тэдгээрийг өөр өөр хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
LFP (литийн төмрийн фосфат):
Аюулгүй байдал, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа, хямд өртөгтэй тул LFP батерейг суурин эрчим хүч хадгалах систем, бага хурдтай цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, нөөц тэжээлийн хангамжид ихэвчлэн ашигладаг.
NMC (Никель манганы кобальт):
Эрчим хүчний өндөр нягтралтай тул NMC батерейг цахилгаан машин, зөөврийн электрон хэрэгсэл, цахилгаан хэрэгсэл гэх мэт өндөр хүчин чадалтай хэрэглээнд илүүд үздэг.
LFP болон NMC батерейнууд хоёулаа өөр өөр хэрэглээнд тохиромжтой давуу тал, хязгаарлалттай байдаг. LFP батерей нь аюулгүй байдал, урт наслалт, зардал хэмнэлтээрээ давуу талтай бол NMC батерей нь илүү эрчим хүчний нягтрал, орон зайн хязгаарлалттай хэрэглээнд илүү сайн гүйцэтгэлийг санал болгодог. Эдгээр ялгааг ойлгох нь тодорхой хэрэгцээ, шаардлагад нийцсэн батерейны зөв технологийг сонгоход маш чухал юм.
Үр ашигтай, тогтвортой эрчим хүч хадгалах шийдлүүдийн эрэлт өссөөр байгаа тул LFP болон NMC технологийн аль алиных нь тасралтгүй дэвшил нь тэдний чадавхийг улам сайжруулж, хэрэглээний хүрээг өргөжүүлэх амлалт өгч байна.