ٿڌي موسم ۾ ليتيم بيٽريون: ڪارڪردگي ۽ بهترين طريقا
گذريل سياري ۾ اسان مينيسوٽا ۾ هڪ واحد منصوبي تي تقريبن $47,000 وڃائي ڇڏيو. هڪ منجمد کاڌي جي تقسيم ڪندڙ اسان کان 32 LFP بيٽري پيڪ خريد ڪيو. اسپيڪ شيٽ چيو ته آپريٽنگ درجه حرارت جي حد -20 درجا کان 60 درجا هئي. سٺو لڳندو هو. ٽن مهينن کان پوء، چار پيڪ مري ويا ۽ گراهڪ قانوني ڪارروائي کي خطرو هو.
بنيادي سبب؟ اهو -20 درجا خارج ٿيڻ جي درجه حرارت هئي، نه چارج ڪرڻ جي درجه حرارت. LFP بيٽريون ليتيم ڊينڊريٽ ٺاهينديون آهن جڏهن 0 ڊگري کان هيٺ چارج ٿينديون آهن. بيٽري يونيورسٽي ان بابت سالن کان لکيو آهي، پر اسان ان کي سنجيده نه ورتو آهي. قيمتي سبق.
تنهن ڪري هي مضمون پکڙيل آهي ته اٺن سالن جي ٿڌي- آبهوا جي تعينات اصل ۾ مون کي سيکاريو آهي. نه عام صلاح. حقيقي آپريشنل تجربو جيڪو B2B خريداري لاء اهم آهي.
سڀ کان وڌيڪ نازڪ نقطو: ٿڌي چارجنگ ٿڌي خارج ٿيڻ کان ڏهه ڀيرا وڌيڪ خطرناڪ آهي
ڪيترائي خريداري مينيجر مون کان پڇن ٿا ته ڇا ليتيم بيٽريون سياري ۾ ڪم ڪن ٿيون. ها، اهي ڪندا. پر توهان کي سمجهڻ جي ضرورت آهي ته "ڪم" جو مطلب آهي.
ٿڌي بيٽري کي ڊسچارج ڪرڻ صرف موجود صلاحيت کي گھٽائي ٿو. LFP تي -20 درجا تقريبن 50٪ کان 60٪ ريڊ ٿيل ظرفيت کي پهچائي ٿو. NMC تقريبا 70٪ حاصل ڪري ٿو. LTO برقرار رکي ٿو 90٪. اسان انهن انگن کي پاڻ آزمايو آهي، ۽ اهي جرنل آف پاور سورسز (DOI: 10.1016/j.jpowsour.2022.230892) ۾ Xi'an Jiaotong University پاران شايع ٿيل تحقيق سان ترتيب ڏنل آهن.
چارج مڪمل طور تي مختلف آهي.
0 درجا هيٺ، ليٿيم آئنز گريفائٽ انوڊ ۾ صحيح طرح سان گڏ نه ٿا ڪري سگهن. اهي پليٽ سڌو سنئون سطح تي دھاتي ليتيم وانگر. اهو عمل ناقابل واپسي آهي. هر ٿڌو-چارج ٿيڻ وارو واقعو توهان کي مستقل طور تي 0.5% کان 2% ظرف جي قيمت ڏيندو. مون بدترين حالت ڏٺو آهي: هڪ ڪلائنٽ پنهنجي فورڪ لفٽ بيٽرين کي چارج ڪيو -15 درجا سڄي سياري ۾. بهار تائين، گنجائش 60 سيڪڙو تائين گهٽجي چڪي هئي.
Xi'an Jiaotong پيپر ماپ ڪئي LFP ظرفيت برقرار رکڻ جي طور تي 31.5٪ تي -20 درجا ڪجهه حالتن هيٺ. مون کي پهريان ته هن نمبر تي يقين نه آيو. ان کان پوء اسان پاڻ کي CATL 280Ah سيلز آزمايو. ڪجھ بيچ صرف 48٪ برقرار رکيا -20 درجا تي. ساڳي پراڊڪٽ جو خاندان، مختلف بيچ، 13 سيڪڙو پوائنٽس جو فرق.
اھو ئي سبب آھي جو مون کي ھاڻي سپلائي ڪندڙن کان بيچ-مخصوص ٽيسٽ رپورٽون گھرجن ٿيون. عام اسپيڪ شيٽ قابل قبول نه آهن.
گھٽ درجه حرارت تي مختلف ڪيمسٽري ڪيئن ڪم ڪن ٿيون
| ڪيمسٽري | 0 درجا گنجائش | -10 درجا گنجائش | -20 درجا گنجائش | گھٽ ۾ گھٽ چارج temp | سائيڪل زندگي | قيمت في ڪلوواٽ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ايل ايف پي | 82-88% | 65-75% | 48-61% | 0 درجا سخت حد | 2,500-4,000 | $55-80 |
| NMC 811 | 88-92% | 78-85% | 70-78% | -10 درجا بند | 1,200-2,000 | $85-120 |
| ايل ٽي او | 95-98% | 92-95% | 88-92% | -30 درجا | 15,000+ | $180-250 |
| ليڊ- تيزاب | 65-75% | 45-55% | 8-20% | N/A | 800-1,200 | $120-180 |
اهو 8-20% ليڊ لاءِ-ايڊ ڪا ٽائپو ناهي. Battle Born تقابلي جانچ ڪئي ۽ معلوم ڪيو ته ليڊ- بيٽريون بنيادي طور تي منجمد ٿيڻ کان هيٺ بيڪار آهن. هي وضاحت ڪري ٿو ته ڇو ليڊ ايسڊ فورڪ لفٽ استعمال ڪندي روايتي کولڊ اسٽوريج سهولتن لاءِ وقف ٿيل بيٽري وارمنگ رومز جي ضرورت آهي، صرف هلائڻ لاءِ هر سال £1,000-2,000 جي قيمت آهي.
LTO خاص ذڪر جي لائق آهي. اهو LFP جي ڀيٽ ۾ ٽي ڀيرا وڌيڪ خرچ ڪري ٿو، پر انتهائي سرد ماحول ۾ اها صرف ڪيمسٽري آهي جيڪا مون کي مڪمل طور تي ڀروسو آهي. اسان نوناوٽ ۾ مائننگ ڪلائنٽ لاءِ LTO پيڪ مقرر ڪيو -40 درجا تي آپريٽنگ. ٽن سالن ۾، ظرفيت جي گهٽتائي 3 سيڪڙو کان گهٽ آهي. ڪلائنٽ تقريبن قيمت جي ڪري LTO کي رد ڪري ڇڏيو. هاڻي اهي اسان جا سڀ کان وڌيڪ وفادار ٻيهر ڪسٽمر آهن.
ظرفيت جي چونڊ جو مسئلو ڪو به نه ڳالهائيندو آهي
اهو پيچيده ٿي ويندو آهي.
وڏي ظرفيت جي سيلز جهڙوڪ 280Ah يا 314Ah prismatics جي گھٽ قيمت في ڪلوواٽ آهي. پر انهن جي مٿاڇري- کان- حجم جو تناسب ننڍو آهي. ٻه نتيجا: بهتر گرمي برقرار رکڻ، پر ٿڌو سوڪ کان سست گرمي.
اسان ساڳي ڪارخاني مان 100Ah ۽ 280Ah سيلز آزمايا. گرمي پد -15 درجا کان چارج ڪرڻ واري درجه حرارت تائين 100Ah سيل لاءِ 14 منٽ ۽ 280Ah سيل لاءِ 23 منٽ. تقريبن 10 منٽن جو فرق.
شيڊول شفٽ آپريشنز لاءِ، هي 10 منٽ اڳي گرم ڪرڻ سان منظم ٿي سگهن ٿا. هيٽر 30 منٽ اڳ شروع ڪريو. پر آن-جي درخواستن لاءِ جيئن ايمرجنسي لاجسٽڪس يا غير منظم موڪلڻ، اهو فرق نازڪ بڻجي وڃي ٿو.
سادي فيصلو فريم ورڪ:
وڏي گنجائش چونڊيو (200Ah +) جڏهن:
مقرر ٿيل شفٽ شيڊول، مناسب اڳڀرائي وقت دستياب، يونٽ جي قيمت کي گھٽائڻ ترجيح آهي
ننڍي گنجائش چونڊيو جڏهن:
بي ترتيب موڪلڻ، تيز جواب گهربل، تيز گرمي جي وهڪري واري ماحول
هڪ ٻي شيءِ اڪثر ماڻهو ياد ڪندا آهن: هڪ پيڪ ۾ ننڍڙا سيل جو مطلب بهتر سيل- کان- سيل جي مطابقت ۽ گھٽ BMS بيلنسنگ لوڊ. ھڪڙو گراهڪ زور ڀريو 320Ah سيلز تي پئسا بچائڻ لاء. ڇهن مهينن کان پوء، پيڪ اندر وولٹیج فرق 50mV کان وڌي ويو ۽ بي ايم ايس مسلسل الارم ڪيو. 100Ah سيلز کي تبديل ڪيو ويو، مسئلو غائب ٿي ويو.
TCO تجزيو: جڏهن ليتيم اصل ۾ واپس ادا ڪندو آهي؟
2024 پروجيڪٽ مان حقيقي انگ. مينيسوٽا 3PL ڪلائنٽ، 32 فورڪ لفٽ، مخلوط محيط ۽ ريفريجريٽ ٿيل گودام. پهريون سال حقيقي آپريٽنگ خرچ:
سالياني آپريٽنگ لاڳت جو مقابلو (USD في يونٽ)
| قيمت جو سامان | ليڊ-تيزاب | ليٿيم | بچت |
|---|---|---|---|
| بجلي | 1,240 | 980 | 260 |
| سار سنڀال جو ڪم | 380 | 45 | 335 |
| بيٽري جي قيمت رزرو | 890 | 285 | 605 |
| چارجنگ انفراسٽرڪچر | 120 | 85 | 35 |
| گرم ڪمرو آپريشن | 310 | 0 | 310 |
| وقتي نقصان | 420 | 95 | 325 |
| ڪُل | 3,360 | 1,490 | 1,870 |
ليتيم خريداري پريميم: تقريبن $14,200 في يونٽ. $1,870 سالياني بچت تي، جامد واپسي جي مدت 7.6 سال آهي.
پر هن حساب ۾ هڪ نقص آهي.
ٿڌي رکڻ واري ماحول ۾ ليڊ- تيزابي بيٽريون عام طور تي 3 کان 4 سالن تائين هلنديون آهن، نه 5 سالن جي ٺاهيندڙن جي دعويٰ. اسان جي ڊيٽا ٽن کولڊ اسٽوريج ڪلائنٽ مان 3.8 سالن جي اوسط حقيقي عمر ڏيکاري ٿي. ترتيب ڏنل حساب:
10-سال TCO مقابلو
| منظرنامو | ليڊ-تيزاب 10Y TCO | ليتيم 10Y TCO | بچت |
|---|---|---|---|
| پراميد (5 سال جي زندگي) | $38,600 | $29,100 | 25% |
| حقيقي (3.8-سال LA زندگي) | $44,200 | $29,100 | 34% |
| ٿڌي اسٽوريج (2.5-سال LA زندگي) | $56,800 | $29,100 | 49% |
کولڊ اسٽوريج ليٿيم لاءِ مضبوط ترين صورت ڏيکاري ٿو ڇاڪاڻ ته ليڊ-تيزي سان گهٽ درجه حرارت تي تمام تيزيءَ سان گهٽجي ٿو. سڀ کان وڌيڪ خراب صورت مون ڏٺو آهي: هڪ ڪلائنٽ جي ليڊ--18 ڊگري فريزر ۾ تيزاب فورڪ لفٽ بيٽري 18 مهينا اڳ 40٪ تائين گهٽجي وئي.
BMS چونڊ: سڀ کان وڌيڪ نظر انداز ڪيل فيصلو
اهو مينيسوٽا پروجيڪٽ بي ايم ايس جي ڪري ناڪام ٿيو.
اسان استعمال ڪيو گھٽ قيمت چيني BMS صرف ٻن درجه حرارت سينسرز سان، پيڪ جي سامهون سرن تي رکيل. وچين سيلون 7-8 درجا سرن کان ٿڌا ٿي ويا. BMS پڙهڻ 5 درجا ۽ اجازت ڏني چارج. حقيقي وچولي سيل جي درجه حرارت -3 درجا هئي. هن جي ڪيترن ئي مهينن کان پوء، وچين سيلز جي آخري سيلز جي ڀيٽ ۾ 15 سيڪڙو گهٽ گنجائش هئي.
منهنجي موجوده BMS گهرجون:
گرمي پد sensors: گھٽ ۾ گھٽ 4 NTC سينسر في ماڊيول، مختلف پوزيشن ۾ ورهايل. صرف ٻه يا ٽي سينسر؟ قابل قبول نه آهي.
گھٽ- درجه حرارت چارج تحفظ: LFP کي 0 ڊگري تي سخت لاڪ آئوٽ هجڻ گھرجي بغير اوور رائڊ جي صلاحيت سان. ڪجھ سستا BMS ڊزائينز شامل آھن آپريٽر اوور رائڊ بٽڻ. پيداوار جي دٻاء هيٺ آپريٽرز انهي بٽڻ کي دٻائي ڇڏيندو. ضمانت.
چارج derating وکر: ترقي پسند موجوده گهٽتائي 0 درجا ۽ 10 درجا جي وچ ۾. مون کي 5 درجا تي 0.2C کان هيٺ ۽ 2 درجا تي 0.1C کان هيٺ چارج ڪرنٽ جي ضرورت آهي.
CAN بس تشخيص: B2B ايپليڪيشنن لاءِ، سيل-سطح جي وولٽيج ۽ گرمي پد جي ڊيٽا پهچ هجڻ ضروري آهي. هن صلاحيت کان سواء، تشخيص مسئلن جو اندازو لڳايو وڃي ٿو.
مون ڪيترن ئي سپلائرز کان پڇيو آهي اهي مخصوص سوال. هڪ ٽيون کان گهٽ واضح جواب ڏئي سگھن ٿا. جيڪي جواب نه ٿا ڏئي سگھن، تن کي منهنجو ڪم نٿو ملي.
فيلڊ ڪارڪردگي ڊيٽا
ٽي منصوبا جيڪي اسان ٻن سالن کان وڌيڪ ٽريڪ ڪيا آهن:
پروجيڪٽ A: منيپولس ريفريجريٽڊ گودام (-5 درجا کان -25 درجا)
PTC حرارتي سان 24 LFP پيڪ، 2022 ۾ مقرر ڪيو ويو. ٻن سالن کان پوء برقرار رکڻ جي صلاحيت: 94.8٪. ٻه سرد-موسم جا واقعا پيش آيا، ٻنهي جو پتو لڳايو ويو آپريٽرن کي اڳي گرميءَ جي طريقيڪار کي ڇڏي ڏيڻ. سامان جي ناڪامي جي شرح 4.1% کان گهٽجي وئي ليڊ-اسڊ سان 0.3% تائين.
پروجيڪٽ B: ايڊمونٽن آئوٽ ڊور لاجسٽڪ يارڊ (+25 ڊگري کان -35 ڊگري )
8 اين ايم سي پيڪ گرمي پمپ تھرمل مينيجمينٽ سان، 2023 مقرر ڪيو ويو. سياري جي قابل استعمال گنجائش: اونهاري جي بيس لائين جو 78٪. ٿڌي-شروعاتي ناڪاميون: صفر. حرارتي توانائي واپرائڻ: ڪل throughput جو 4.2٪. هن پروجيڪٽ منهنجي نظر کي تبديل ڪيو گرمي پمپ جي قيمت تي انتهائي سردي ۾.
پروجيڪٽ سي: نوناوت کان کني آپريشن (-10 درجا کان -45 درجا)
6 LTO پيڪ، 2021 تي مقرر ڪيو ويو. ٽن سالن کان پوء ظرفيت برقرار رکڻ: 97.1٪. درجه حرارت- لاڳاپيل واقعا: صفر. 28 مھينن ۾ 36 مھينن جي مقابلي ۾ سيڙپڪاري بحال ڪئي وئي. ڪلائنٽ جا لفظ: "جيڪڏهن مون کي خبر هئي ته اهو سٺو ڪم ڪندو، مان هڪ سال ۾ هر شيء تبديل ڪري ڇڏيان ها."
انڊسٽري فورمز کان مسئلا ڄاڻڻ جي قابل
مان باقاعدي براؤز ڪندو آهيان فورڪلفٽيشن فورمز ۽ ريڊ ايڊٽ جي آر/اليڪٽرڪ گاڏين کي اهو ڏسڻ لاءِ ته صارفين کي اصل ۾ ڇا ملندو آهي. ڪيترائي موضوع بار بار ظاهر ٿيندا آهن:
- SOC جو اندازو ناقابل اعتبار ٿيندو.LFP ڊسچارج وکر فليٽ هوندا آهن، جنهن ڪري حالت-جي-چارج جو اندازو لڳائڻ ڏکيو هوندو آهي جيتوڻيڪ عام حالتن ۾. گھٽ درجه حرارت تي، اندازي جي غلطي 20 سيڪڙو کان وڌيڪ ٿي سگھي ٿي. اسان وٽ ڪلائنٽ کي اوچتو بند ڪرڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي ڏيکاريل 25٪ چارج تي. حل: ٽرين آپريٽرز کي سمجھڻ لاء ته گھٽ- درجه حرارت SOC پڙھڻ صرف تخمينو آھن. وڏي مارجن ڇڏي ڏيو.
- چارج ڪرڻ وقت ٻيڻو يا ٽي ڀيرا.جنوري 2024 شکاگو پولر وورٽيڪس دوران، اي وي مالڪن کي چارج اسٽيشنن تي ڪلاڪ انتظار ڪيو. مسئلو چارجرز جو نه هو. بيٽري چارج قبول ڪرڻ لاءِ تمام ٿڌيون هيون. اڳي گرم ڪرڻ جي صلاحيت ضروري آهي، ۽ آپريٽرن کي اڳي گرم ڪرڻ جي عادت پيدا ڪرڻ گهرجي.
- BMS منطق برانڊن جي وچ ۾ ڊرامائي طور تي مختلف آهي.Tesla preheating لڳ ڀڳ 15 منٽ لڳن ٿا. ڪجھ برانڈون 40 منٽ کان وڌيڪ گھري ٿو. خريداري دوران هميشه فراهم ڪندڙ کان پڇو ته ٿڌي-سوڪ-کان-تيار وقت لاءِ.
ٽيڪنالاجي رجحانات 2025 ۾ ڏسڻ جي قابل
سالڊ-اسٽٽ بيٽريون گهٽ درجه حرارت تي مائع اليڪٽرولائيٽ سسٽم جي ڀيٽ ۾ گهڻو بهتر ڪم ڪن ٿيون، ڇاڪاڻ ته سڪل اليڪٽرولائٽس ٿڌي حالتن ۾ ڳري يا منجمد نه ٿيون ٿين. QuantumScape شايع ڪيو آهي -30 درجا ٽيسٽ ڊيٽا جيڪو واعدو نظر اچي ٿو، پر حجم جي پيداوار سالن کان پري رهي ٿي.
وڌيڪ فوري طور تي لاڳاپيل: گهٽ-درجه حرارت اليڪٽرولائيٽ ترقي. Asahi Kasei هن سال هڪ acetonitrile-بنياد اليڪٽرولائٽ کي ڪمرشلائيز ڪري رهي آهي، جيڪا دعويٰ ڪري رهي آهي ته اعليٰ پاور آئوٽ پُٽ -40 درجا. جيڪڏهن اهو پيداوار جي پيماني تي پهچائي ٿو، سرد-علائقي ايپليڪيشنن کي خاص طور تي فائدو ڏئي ٿو.
پاڻ کي گرم ڪرڻ واريون بيٽريون هاڻي $1.2 بلين کان وڌيڪ مارڪيٽ جي نمائندگي ڪن ٿيون. اهي بيٽريون حرارتي عناصر کي سڌو سنئون سيل جي جوڙجڪ ۾ ضم ڪن ٿيون، ٻاهرين PTC سسٽم جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي حرارتي ڪارڪردگي حاصل ڪري ٿي.
خيالن کي بند ڪرڻ
ليتيم بيٽريون بلڪل ٿڌي ماحول ۾ ڪم ڪري سگهن ٿيون. پر ڪامياب ڊيپلائيشن لاءِ وڌيڪ محتاط چونڊ ۽ وڌيڪ نظم و ضبط واري آپريٽنگ طريقيڪار جي ضرورت هوندي آهي ته جيئن معتدل-موسمياتي ايپليڪيشنون.
منهنجون سفارشون:
ماحول ڪڏهن ڪڏهن -10 درجا تائين پهچي ٿو: معياري LFP PTC حرارتي سان ٺيڪ ڪم ڪري ٿو. BMS معيار تي ڌيان ڏيو.
ماحول مسلسل -10 درجا هيٺ: سنجيدگي سان NMC تي غور ڪريو يا گرمي پمپ حرارتي انتظام ۾ سيڙپڪاري ڪريو.
ماحوليات باقاعدي هيٺ -25 درجا: LTO قيمت وڌيڪ اڳڀرائي پر ٿڌي-موسم جي سر درد کي ختم ڪري ٿي. ڊگھي مدت جي اقتصاديات اڪثر ڪري ان کي پسند ڪن ٿا.
ڪو به سرد-آبقا جي ڊيپلائيمينٽ: ڊيمانڊ بيچ-مخصوص ٽيسٽ ڊيٽا. عام وضاحتن تي ڀروسو نه ڪريو.
اسان اهو ڪري رهيا آهيون Polinovel تي تقريبا هڪ ڏهاڪي تائين. جيڪڏهن توهان وٽ بحث ڪرڻ لاءِ هڪ مخصوص درخواست آهي، اسان جي انجنيئرنگ ٽيم سان رابطو ڪريو. اسان توهان جي حقيقي آپريٽنگ حالتن جي بنياد تي سفارشون مهيا ڪري سگهون ٿا.
حوالا:
- Zhang، S. et al. گھٽ-لٿيم آئرن فاسفيٽ بيٽرين جي گرمي پد جي ڪارڪردگي: ميڪانيزم ۽ گھٽ ڪرڻ واري حڪمت عمليون.جرنل آف پاور ذريعن, 2022, 521, 230892. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2022.230892
- والڊمن، ٽي وغيره. ليٿيم-آئن بيٽرين ۾ گرمي پد تي دارومدار وڌائڻ وارا طريقا.جرنل آف پاور ذريعن, 2018, 384, 107-124.
- آساهي ڪاسي ڪارپوريشن. گھٽ-ليٿيم-آئن بيٽرين لاءِ اعليٰ-ڪنڊڪٽيٽي اليڪٽرولائٽ جي ترقي. پريس رليز، جون 2024. https://www.asahi-kasei.com/news/2024/e240607.html
- MDPI توانائي. ڊرائيو-بيٽري جا سائيڪل سموليشن-کلڻ لاءِ برقي وڏيون ٽرڪون-پٽ مائننگ. 2022، 15(13)، 4871. https://www.mdpi.com/1996-1073/15/13/4871
