ما هي مزايا وعيوب بطارية ليثيوم أيون؟

فيما يلي نظرة عامة سريعة على بطاريات LiFePO4 قبل أن نتعرف على فوائدها كبطاريات ليثيوم أيون.يعمل فوسفات الليثيوم أيون (LiFePO4) كمادة القطب الموجب ويعمل الكربون كمادة القطب السالب في بطارية LiFePO4.تحتوي خلية LFP على جهد مقدر يبلغ 3.2 فولت وجهد قطع الشحن يبلغ حوالي 3.6 فولت - 3.665 فولت.تم تعديل اسم بطارية LiFePO4 ليشمل كلمة 'الطاقة' نظرًا لأدائها الاستثنائي في تطبيقات الطاقة.'بطارية طاقة ليثيوم أيون الحديدوز (LiFe)' هي اسم آخر لها.تعد بطاريات LFP أكثر أمانًا من بطاريات NMC عند مقارنتها جنبًا إلى جنب.

أحد أنواع بطاريات الليثيوم أيون هو بطارية LiFePO4.حصلت على اسمها من حقيقة أن مكونات القطب الموجب لبطاريات LiFePO4 تتكون في الغالب من الفوسفور والحمض والحديد والليثيوم، تمامًا مثل البطاريات الموجودة في هواتفنا المحمولة.

مميزات بطاريات الليثيوم أيون عن بطاريات LiFePO4

تعزيز فعالية السلامة

في بلورة LiFePO4، تكون رابطة PO مستقرة ويصعب تفكيكها.يتمتع بأمان ممتاز لأنه لن ينهار وينتج حرارة مثل أكسيد كوبالت الليثيوم أو يصنع مواد كيميائية مؤكسدة قوية حتى في درجات الحرارة العالية أو التحميل الزائد.وفقًا للتقرير، أثناء الإجراء الحقيقي، لم يحدث أي انفجار على الرغم من اكتشاف احتراق بعض العينات أثناء الوخز بالإبر أو اختبار الدائرة القصيرة.حتى مع استخدام شحن البطارية عالي الجهد في تجربة الشحن الزائد - أكبر بعدة مرات من جهد التفريغ الذاتي - لا تزال ظواهر الانفجار مرئية.ومع ذلك، بالمقارنة مع بطاريات أكسيد الكوبالت الليثيوم السائلة العادية، فقد تم تعزيز سلامة الشحن الزائد بشكل كبير.

تمديد الحياة

في حين تتمتع بطاريات الطاقة LiFePO4 بدورة حياة تزيد عن 2000 مرة وقد تصل إلى 2000 مرة مع الشحن النموذجي (5 ساعات يوميًا)، إلا أنها تتمتع بعمر طويل. بطاريات الرصاص الحمضية يبلغ عمر الدورة حوالي 300 مرة، وبحد أقصى 500 دورة.عندما يتم تشغيل بطاريات LiFePO4 في نفس الظروف، قد يصل عمرها النظري إلى 7-8 سنوات، لكن بطاريات الرصاص الحمضية من نفس الدرجة لها عمر محدود يبلغ 1-1.5 سنة (نصف سنة جديدة، نصف سنة قديمة، والصيانة والصيانة) لمدة نصف عام).ومع أخذ كل شيء في الاعتبار، فإن نسبة الأداء إلى السعر لبطاريات الرصاص الحمضية ربما تكون أعلى بأكثر من أربعة أضعاف.الشحن والتفريغ السريع للتيار العالي 2C ممكن مع التفريغ عالي التيار.بطاريات الرصاص الحمضية لا تعمل بشكل جيد؛باستخدام شاحن محدد، يمكن شحن بطارية بقوة 1.5 درجة مئوية بالكامل خلال 40 دقيقة، ويمكن أن يقترب تيار البدء من 2 درجة مئوية.

أداء ممتاز في درجات الحرارة العالية

في حين أن منغنيز الليثيوم وكوبالت الليثيوم يحققان درجة حرارة تبلغ حوالي 200 درجة مئوية فقط، فإن LiFePO4 قد يصل إلى درجة حرارة تتراوح من 350 درجة مئوية إلى 500 درجة مئوية.مع نطاق واسع لدرجة حرارة العمل من -20 درجة مئوية إلى 75 درجة مئوية ومقاومة قوية لدرجة الحرارة، يمكن أن يحقق فوسفات حديد الليثيوم ذروة تسخين كهربائي تتراوح من 350 درجة مئوية إلى 500 درجة مئوية، لكن منغنيز الليثيوم وكوبالت الليثيوم يمكن أن يصلا فقط إلى حوالي 200 درجة مئوية. ج.

كمية كبيرة

غالبًا ما تعمل البطاريات بشكل أفضل عندما تكون مشحونة بالكامل، وسرعان ما ستنخفض قدرتها عما هو محدد.ونشير إلى هذه الظاهرة باسم تأثير الذاكرة.على غرار بطاريات هيدريد معدن النيكل وبطاريات النيكل والكادميوم، لا تحمل بطاريات LiFePO4 ذاكرة.يمكن استخدام البطارية في أي وقت دون الحاجة إلى شحنها بالكامل قبل استخدامها، بغض النظر عن وضعها الحالي.

وزن خفيف

وبنفس المواصفات والسعة، تتمتع بطارية LiFePO4 بحجم يبلغ ثلثي حجم بطارية الرصاص الحمضية ووزن يبلغ ثلث وزن بطارية الرصاص الحمضية.

صديق للبيئة

يُنظر إلى بطاريات LiFePO4 على نطاق واسع على أنها خضراء تمامًا، وخالية من أي معادن ثقيلة ومعادن نادرة (هناك حاجة إلى معادن نادرة لبطاريات هيدريد معدن النيكل)، وغير سامة (معتمدة من SGS)، وغير ملوثة، ومتوافقة مع معايير RoHS الأوروبية.وبالتالي، فإن تفضيل الصناعة لبطاريات الليثيوم ينبع في الغالب من المخاوف بشأن حماية البيئة.ونتيجة لذلك، تم تضمين البطارية في خطة تطوير التكنولوجيا الفائقة الوطنية '863' خلال حقبة 'الخطة الخمسية العاشرة' وهي الآن مبادرة رئيسية ترعاها الدولة.

بطاريات ليثيوم أيون

بالإضافة إلى التركيز على فوائد بطاريات أيون الليثيوم، من المهم تحديد ما إذا كانت المادة لديها القدرة على تطوير التطبيقات وما إذا كانت بطاريات LiFePO4 بها عيوب متأصلة.

1. يتميز القطب الموجب لبطارية LiFePO4 بكثافة ضغط صغيرة، وكثافة تتراوح عادة من 0.8 إلى 1.3، وحجم كبير.

2. عند الشحن والتفريغ في أوقات عالية، تكون السعة المحددة الحقيقية منخفضة، ويكون معدل انتشار أيونات الليثيوم بطيئًا، والتوصيل الكهربائي ضعيفًا.

3. تعمل بطاريات LiFePO4 بشكل سيء عند درجات الحرارة المنخفضة.

بطاريات LiFePO4 لها عيوب أيضًا.على سبيل المثال، يكون أداؤها سيئًا في درجات الحرارة المنخفضة، ولديها كثافة منخفضة من مواد القطب الموجب، ولها حجم أكبر من بطاريات أيونات الليثيوم، مثل أكسيد الليثيوم والكوبالت، عندما يتعلق الأمر بالسعة المتساوية.ونتيجة لذلك، فهي ليست مفيدة في البطاريات الصغيرة.يجب أن تتعامل بطاريات LiFePO4، مثل البطاريات الأخرى، مع مشكلة اتساق البطارية عند استخدامها بطاريات الطاقة.يتحول ثبات البطارية الصلبة إلى إحدى فوائد حزمة بطارية الليثيوم أيون إذا اهتم صانع الليثيوم بها.