Hvers vegna virkar LFP (litíum járnfosfat, LiFePO4) rafhlaða betur en aðrar þrefaldar efna rafhlöður meðan á hleðslu stendur?

Lykillinn að lengri líftímaLFP rafhlaða er vinnuspenna þess, sem er á milli 3,2 og 3,65 volt, lægri en spennan sem venjulega er notuð af NCM rafhlöðu.Litíum járnfosfat rafhlaðan notar fosfat sem jákvætt efni og kolefni grafít rafskaut sem neikvæða rafskaut;Þeir hafa einnig langan endingartíma, góðan hitastöðugleika og góða rafvélafræðilega frammistöðu.

LFP rafhlaðavirkar á 3,2V nafnspennu, þannig að þegar fjórar rafhlöður eru tengdar er hægt að fá 12,8V rafhlöðu;Hægt er að fá 25,6V rafhlöðu þegar 8 rafhlöður eru tengdar.Þess vegna er LFP efnafræði besti kosturinn til að skipta um djúphringrás blýsýru rafhlöður í ýmsum forritum.Enn sem komið er er það lítill orkuþéttleiki þeirra sem takmarkar notkun þeirra í stórum farartækjum, því þau eru mun ódýrari og öruggari.Þetta ástand leiddi til upptöku þessarar tækni á kínverska markaðnum, þess vegna eru 95% af litíum járnfosfat rafhlöðum framleidd í Kína.

Rafhlaðan með grafítskauti og LFP bakskaut vinnur við 3,2 volt nafnspennu og hámarksspennu 3,65 volt.Með þessum spennum (einnig mjög lágar) er hægt að ná 12000 lífsferlum.Hins vegar geta rafhlöður með grafítskaut og NCM (nikkel, kóbalt og manganoxíð) eða NCA (nikkel, nikkel og áloxíð) bakskaut starfað á hærri spennu, með nafnspennu 3,7 volt og hámarksspenna 4,2 volt.Við þessar aðstæður er ekki gert ráð fyrir að það nái meira en 4000 hleðslu- og afhleðslulotum.

Ef vinnuspennan er lág er fljótandi raflausnin milli rafskautanna tveggja (sem litíumjónir fara í gegnum) efnafræðilega stöðugri.Þessi hluti útskýrir hvers vegna LTO rafhlaðan sem starfar á 2,3V og LFP rafhlaðan sem starfar á 3,2V hafa betri endingu en NCM eða NCA rafhlaðan sem starfar á 3,7V.Þegar rafhlaðan er með hærri hleðslu og þar af leiðandi hærri spennu mun fljótandi raflausnin hægt og rólega byrja að tæra rafskaut rafgeymisins.Þess vegna er engin rafhlaða sem notar spinel eins og er.Spinel er steinefni myndað af mangani og áli.Bakskautsspenna þess er 5V, en ný raflausn og endurbætt rafskautshúð þarf til að koma í veg fyrir tæringu.

Þess vegna er nauðsynlegt að halda rafhlöðunni við lægsta mögulega SoC (hleðsluástand eða% hleðslu), því hún mun virka á lægri spennu og endingartími hennar mun lengjast.