Miksi LFP (litiumrautafosfaatti, LiFePO4) akku toimii paremmin kuin muut kolminkertaiset kemialliset akut latauksen aikana?

Avain pidempään elämäänLFP akku on sen käyttöjännite, joka on 3,2 - 3,65 volttia, pienempi kuin NCM-akun normaalisti käyttämä jännite.Litiumrautafosfaattiakku käyttää fosfaattia positiivisena materiaalina ja hiiligrafiittielektrodia negatiivisena elektrodina;Niillä on myös pitkä käyttöikä, hyvä lämmönkestävyys ja hyvä sähkömekaaninen suorituskyky.

LFP akkutoimii 3,2 V:n nimellisjännitteellä, joten kun neljä akkua on kytketty, saadaan 12,8 V akku;25,6 V akku saadaan, kun 8 akkua on kytketty.Siksi LFP-kemia on paras valinta korvaamaan syväkiertoisia lyijyakkuja erilaisissa sovelluksissa.Toistaiseksi niiden alhainen energiatiheys rajoittaa niiden käyttöä suurissa ajoneuvoissa, koska ne ovat paljon halvempia ja turvallisempia.Tämä tilanne johti tämän tekniikan käyttöönottoon Kiinan markkinoilla, minkä vuoksi 95 % litiumrautafosfaattiakuista valmistetaan Kiinassa.

Grafiittianodilla ja LFP-katodilla varustettu akku toimii 3,2 voltin nimellisjännitteellä ja 3,65 voltin maksimijännitteellä.Näillä jännitteillä (myös erittäin alhaisilla) voidaan saavuttaa 12000 elinkaarta.Kuitenkin akut, joissa on grafiittianodi ja NCM (nikkeli, koboltti ja mangaanioksidi) tai NCA (nikkeli, nikkeli ja alumiinioksidi) katodi, voivat toimia korkeammalla jännitteellä, nimellisjännitteellä 3,7 volttia ja maksimijännitteellä 4,2 volttia.Näissä olosuhteissa sen ei odoteta saavuttavan yli 4000 lataus- ja purkujaksoa.

Jos käyttöjännite on alhainen, nestemäinen elektrolyytti kahden akkuelektrodin välillä (jonka läpi litiumionit liikkuvat) on kemiallisesti vakaampi.Tämä osa selittää, miksi 2,3 V:lla toimivan LTO-akun ja 3,2 V:n jännitteellä toimivan LFP-akun käyttöikä on parempi kuin 3,7 V:lla toimivan NCM- tai NCA-akun.Kun akussa on korkeampi varaus ja siten korkeampi jännite, nestemäinen elektrolyytti alkaa hitaasti syövyttää akkuelektrodia.Siksi tällä hetkellä ei ole spinelliä käyttävää akkua.Spinelli on mangaanin ja alumiinin muodostama mineraali.Sen katodijännite on 5 V, mutta uutta elektrolyyttiä ja parannettua elektrodipinnoitetta tarvitaan korroosion estämiseksi.

Tästä syystä on välttämätöntä pitää akku alimmassa mahdollisessa SoC:ssa (lataustila tai % lataus), koska se toimii pienemmällä jännitteellä ja sen käyttöikä pitenee.