ما هي بطاريات LiFePO4؟
تُعرف البطاريات المصنوعة من فوسفات الحديد الليثيوم باسم بطاريات LiFePO4. بطاريات الليثيوم الأخرى المختلفة هي كما يلي:
1. LiCoO22 ، أو أكسيد الكوبالت الليثيوم
2. LiNiMnCoO2 ، نوع من أكسيد الكوبالت الليثيوم والنيكل والمنغنيز
3. LTO ، أو تيتانات الليثيوم
4. LiMn2O4 ، نوع من أكسيد المنغنيز الليثيوم
5. LiNiCoAlO2 ، أكسيد الليثيوم والنيكل والكوبالت
الابتكار في الكيمياء والبطاريات
قد تكون بعض هذه المواد مألوفة لك من الكيمياء. ربما قضيت الكثير من الوقت هناك في حفظ الجدول الدوري أو مجرد التحديق فيه على حائط المعلم. لقد أجريت اختبارات هناك (أو بالأحرى تظاهرت بالانتباه للتجارب بينما كنت تحدق بشوق في حبيبتك).
بالطبع ، في بعض الأحيان يذهب الطالب الذي يحب التجريب ليصبح كيميائيًا. تم العثور على مجموعات بطاريات الليثيوم المثالية أيضًا من قبل الكيميائيين.
هذا ، في جوهره ، هو كيف ظهرت بطارية LiFePO4. (من جامعة تكساس على وجه التحديد عام 1996). تُعرف حاليًا بطارية الليثيوم الأكثر أمانًا والأكثر جدارة بالثقة والأكثر استقرارًا باسم LiFePO4.
ملخص لتاريخ بطارية LiFePO4
اخترع Arumugam Manthiram و John B. Goodenough بطارية LiFePO4. تم اكتشاف المكونات المستخدمة في بطاريات الليثيوم أيون في البداية من قبلهم. المواد المستخدمة كأنودات في بطاريات الليثيوم أيون ليست مناسبة بشكل خاص. هذا يرجع إلى ميلهم إلى قصر الدائرة قبل الأوان.
وجد الباحثون أن مواد الكاثود تصنع بدائل فائقة لبطاريات الليثيوم أيون. وتجعل إصدارات بطارية LiFePO4 هذا واضحًا جدًا. التقديم السريع ، وتعزيز الموصلية والاستقرار - جميع أنواع التحسينات ، والشذوذ! ولادة بطاريات LiFePO4.
تتوفر بطاريات LiFePO4 القابلة لإعادة الشحن على نطاق واسع في الوقت الحاضر. تُستخدم هذه البطاريات في مجموعة متنوعة من التطبيقات العملية ، بما في ذلك الألواح الشمسية والسيارات والقوارب وغيرها.
على المدى الطويل ، تكون بطاريات LiFePO4 أقل تكلفة من غالبية بدائلها وخالية من الكوبالت. يدوم لفترة أطول وهو غير سام. ولكن سيتم تغطية المزيد عنها لاحقًا. تتمتع بطارية LiFePO4 بإمكانيات مستقبلية واعدة للغاية.
بطاريات ليثيوم أيون مقابل بطاريات LiFePO4
دعنا نتحدث عن ما يجعل بطاريات LiFePO4 تتفوق على أيون الليثيوم وبطاريات الليثيوم الأخرى الآن بعد أن أصبحنا على دراية بما هي عليه.
الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء مثل الساعات ليست مناسبة تمامًا لبطارية LiFePO4. نظرًا لعدم احتوائها على نفس كثافة الطاقة مثل بطاريات الليثيوم أيون الأخرى. ومع ذلك ، فهي مثالية لأشياء مثل أنظمة الطاقة الشمسية ، وعربات RVs ، وعربات الجولف ، وقوارب الباص ، والدراجات الكهربائية. لماذا؟
بالنسبة للمبتدئين ، تتمتع بطارية LiFePO4 بعمر دورة أطول بنحو 4 مرات من عمر بطاريات الليثيوم أيون التقليدية.
بالإضافة إلى ذلك ، بالمقارنة مع أيون الليثيوم وأنواع البطاريات الأخرى ، فهو أكثر أشكال بطاريات الليثيوم أمانًا في السوق.
أخيرًا ، لا تتمتع بطاريات LiFePO4 بعمر افتراضي يبلغ 3 ، 000 - 5 ، 000 دورات أو أكثر ... قد يتم تفريغها بنسبة 100 بالمائة من أقصى عمق لها (DOD). لماذا هذا مناسب؟ لهذا السبب ، تقضي بطاريات LiFePO4 (على عكس البطاريات الأخرى) من خطر الشحن الزائد.
نتيجة لذلك ، يمكنك استخدامه لمدة أطول. يمكن استخدام بطارية LiFePO4 اللائقة بالفعل لسنوات عديدة أكثر من أنواع البطاريات الأخرى. لها ما يقدر بـ 5 ، 000 دورة حياة.
إنها حوالي 10 سنوات ، إذن. وبالتالي فإن متوسط التكلفة بمرور الوقت أفضل بكثير. هذه هي الطريقة التي تقارن بها بطاريات LiFePO4 ببطاريات الليثيوم أيون.
فيما يلي بعض الأسباب التي تجعل بطاريات LiFePO4 تتفوق على أنواع البطاريات الأخرى بشكل عام وأيون الليثيوم بشكل خاص:
كيمياء مستقرة وآمنة
سلامة بطاريات الليثيوم أمر بالغ الأهمية. وقد تجلى ذلك بجلاء من خلال بطاريات الليثيوم أيون المحمولة الأخيرة "المتفجرة". السلامة هي واحدة من أهم مزايا LiFePO4 على أنواع البطاريات الأخرى. أكثر أنواع بطاريات الليثيوم أمانًا هي LiFePO4. في الواقع ، إنه الأكثر أمانًا على الإطلاق.
بشكل عام ، توجد كيمياء الليثيوم الأكثر أمانًا في بطاريات LifePO4. لماذا؟ بسبب زيادة الاستقرار الحراري والهيكلية لفوسفات الحديد الليثيوم. لا يحتوي حمض الرصاص وأغلبية أنواع البطاريات الأخرى على نفس الدرجة مثل LiFePO4. LiFePO4 غير قابل للاشتعال. يقاوم التحلل تحت درجات الحرارة العالية. سوف تحافظ على درجة حرارة باردة في درجة حرارة الغرفة وليست عرضة للهروب الحراري.
لن تشتعل بطارية LiFePO4 في حريق أو تنفجر إذا تعرضت لدرجات حرارة شديدة أو مواقف محفوفة بالمخاطر (مثل قصر الدائرة الكهربائية أو الاصطدام). هذه المعلومات مطمئنة لأولئك الذين غالبًا ما يستخدمون بطاريات LiFePO4 ذات الدورة العميقة في عربة سكن متنقلة أو قارب باص أو سكوتر أو باب خلفي.
السلامة البيئية
نظرًا لأنه يمكن إعادة شحن بطاريات LiFePO4 ، فإنها تفيد البيئة بالفعل. ومع ذلك ، فإن صداقتهم البيئية تذهب إلى أبعد من ذلك. إنها غير سامة ولن تتسرب ، على عكس بطاريات الليثيوم من حامض الرصاص وأكسيد النيكل.
يمكن أيضًا إعادة تدويرها. ومع ذلك ، نظرًا لأنها تستمر لمدة 5 000 دورات ، فلن تحتاج إلى القيام بذلك كثيرًا. بمعنى آخر ، يمكنك إعادة شحنها 5000 مرة على الأقل. وعلى النقيض من ذلك ، فإن بطاريات الرصاص الحمضية لا تدوم إلا من 300 إلى 400 دورة.
الأداء والفعالية المتميزان
تريد بطارية آمنة وخالية من السموم. ومع ذلك ، فأنت تريد أيضًا بطارية تعمل بشكل صحيح.
توضح هذه الأرقام كيف يوفر LiFePO4 كل ذلك وأكثر:
تتميز بطاريات LiFePO4 بكفاءة شحن عالية ويمكن شحنها بالكامل في أقل من ساعتين.
عندما لا تكون قيد الاستخدام ، يكون معدل التفريغ الذاتي أقل من 2 بالمائة شهريًا. (على عكس استخدام بطارية الرصاص الحمضية بنسبة 30 بالمائة).
مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم الأخرى ، يكون وقت التشغيل أطول.
طاقة ثابتة: نفس عدد الأمبيرات حتى عندما يكون عمر البطارية أقل من 50 بالمائة.
لا صيانة ضرورية.
خفيف الوزن وصغير الحجم
يعتمد تحسين بطاريات LiFePO4 على عدد من المعلمات. إنها أوزان خفيفة كاملة تتحدث عن الوزن. إنها تزن بالفعل أقل من بطاريات أكسيد المنغنيز الليثيوم بنسبة تقارب 50 بالمائة. بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية ، قد تزن أقل بنسبة تصل إلى 70 بالمائة.
استخدام وقود أقل وتحسين القدرة على المناورة هما نتيجة استخدام بطارية LiFePO4 في السيارة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي صغيرة الحجم ، مما يوفر مساحة على السكوتر أو القارب أو عربة سكن متنقلة أو أي استخدام صناعي آخر.
