• الخليط 001

ما هو ليثيوم فوسفات الحديد؟

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم تختلف عن بطاريات الليثيوم أيون.في الواقع ، هناك أنواع عديدة من بطاريات الليثيوم أيون ، وفوسفات الحديد الليثيوم هو واحد منها فقط.

دعنا نلقي نظرة على ماهية فوسفات حديد الليثيوم بالضبط ، ولماذا يعد خيارًا رائعًا لأنواع معينة من البطاريات ، وكيف يمكن مقارنته بخيارات بطاريات الليثيوم أيون الأخرى.

ما هو ليثيوم فوسفات الحديد؟

فوسفات الحديد الليثيوم هو مركب كيميائي LiFePO4 أو "LFP" للاختصار.تقدم LFP أداء كهروكيميائيًا جيدًا ومقاومة منخفضة وهي واحدة من أكثر مواد الكاثود أمانًا واستقرارًا المتاحة لبطاريات الليثيوم أيون.

1

ما هي بطارية ليثيوم فوسفات الحديد؟

بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم هي نوع من بطاريات الليثيوم أيون التي تستخدم فوسفات الحديد الليثيوم كمادة كاثودية لتخزين أيونات الليثيوم.تستخدم بطاريات LFP عادةً الجرافيت كمادة الأنود.يمنحها التركيب الكيميائي لبطاريات LFP تصنيفًا عاليًا للتيار واستقرارًا حراريًا جيدًا ودورة حياة طويلة.

تحتوي معظم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم على أربع خلايا بطارية موصلة على التوالي.الجهد الاسمي لخلية بطارية LFP هو 3.2 فولت.يؤدي توصيل أربع خلايا بطارية LFP في سلسلة إلى بطارية 12 فولت وهي خيار بديل ممتاز للعديد من بطاريات الرصاص الحمضية بجهد 12 فولت.

فوسفات الحديد الليثيوم مقابل.أنواع الليثيوم أيون البديلة

فوسفات الحديد الليثيوم هو مجرد واحد من أنواع عديدة من بطاريات الليثيوم أيون.يؤدي تغيير المركب الكيميائي للكاثود إلى إنشاء أنواع مختلفة من بطاريات الليثيوم أيون.بعض الخيارات الأكثر شيوعًا هي أكسيد الكوبالت الليثيوم (LCO) وأكسيد المنغنيز الليثيوم (LMO) وأكسيد الألومنيوم والنيكل والكوبالت الليثيوم (NCA) وأكسيد الكوبالت الليثيوم والنيكل والمنغنيز (NMC) وتيتانات الليثيوم (LTO).

يحتوي كل نوع من أنواع البطاريات هذه على نقاط قوة وضعف متفاوتة تجعلها مناسبة للتطبيقات المختلفة.بالنظر إلى الخصائص الرئيسية لأنواع البطاريات هذه ، يمكننا أن نرى أين تقف بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم والتطبيقات الأفضل لها.

2

كثافة الطاقة

تتمتع بطاريات LFP بأحد أعلى معدلات الطاقة المحددة بين أنواع الليثيوم أيون الأخرى.بمعنى آخر ، تعني الطاقة النوعية العالية أن بطاريات LFP يمكنها توفير كميات كبيرة من التيار والطاقة دون ارتفاع درجة الحرارة.

من ناحية أخرى ، من المهم أن تضع في اعتبارك أن بطاريات LFP تتمتع بأدنى معدلات طاقة محددة.تعني الطاقة النوعية المنخفضة أن بطاريات LFP لديها سعة تخزين طاقة أقل لكل وزن من خيارات الليثيوم أيون الأخرى.هذه ليست مشكلة كبيرة في العادة لأنه يمكن زيادة سعة بنك البطاريات عن طريق توصيل بطاريات متعددة بشكل متوازٍ.قد لا يكون هذا مثاليًا لتطبيق يتطلب كثافة طاقة قصوى في مساحة خفيفة للغاية ، مثل السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات.

دورات عمر البطارية

بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم لها عمر افتراضي يبدأ بحوالي 2000 دورة تفريغ كاملة ويزداد اعتمادًا على عمق التفريغ.تم اختبار الخلايا ونظام إدارة البطارية الداخلي (BMS) المستخدم في Dragonfly Energy لأكثر من 5000 دورة تفريغ كاملة مع الاحتفاظ بـ 80٪ من سعة البطارية الأصلية.

LFP هو الثاني بعد تيتانات الليثيوم في العمر.ومع ذلك ، كانت بطاريات LTO تقليديًا أغلى خيار لبطارية الليثيوم أيون ، مما يجعلها باهظة التكلفة لمعظم التطبيقات.

معدل التفريغ

يتم قياس معدل التفريغ بمضاعفات سعة البطارية ، مما يعني أن معدل التفريغ 1C لبطارية 100 أمبير هو 100 أمبير مستمر.تتمتع بطاريات LFP المتاحة تجاريًا تقليديًا بتصنيف تفريغ مستمر 1C ولكن يمكن أن تتجاوز ذلك لفترات قصيرة اعتمادًا على نظام إدارة البطارية.

يمكن أن توفر خلايا LFP نفسها عادةً تفريغ 25 درجة مئوية لفترات قصيرة بأمان.تتيح لك القدرة على تجاوز 1 درجة مئوية استخدام بطاريات LFP في التطبيقات عالية الطاقة التي قد يكون لها ارتفاعات في بدء التشغيل في السحب الحالي.

درجات حرارة التشغيل

لا تدخل بطاريات LFP في ظروف الهروب الحراري حتى حوالي 270 درجة مئوية.مقارنة بخيارات بطاريات الليثيوم أيون الشائعة الأخرى ، تتمتع بطاريات LFP بثاني أعلى حد لدرجة حرارة التشغيل.

يؤدي تجاوز حد درجة الحرارة على بطارية ليثيوم أيون إلى تلف ويمكن أن يؤدي إلىهارب الحراري، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق.يقلل الحد التشغيلي العالي لـ LFP بشكل كبير من فرصة حدوث هروب حراري.بالاقتران مع BMS عالي الجودة لإغلاق الخلايا جيدًا قبل هذه الظروف (عند حوالي 57 درجة مئوية) ، يوفر LFP مزايا أمان كبيرة.

مزايا السلامة

تعد بطاريات LFP واحدة من الكيمياء الثابتة لجميع خيارات الليثيوم أيون.هذا الاستقرار يجعلها واحدة من أكثر الخيارات أمانًا لكل من التطبيقات التي تواجه المستهلك والتطبيقات الصناعية.

الخيار الوحيد الآخر الآمن نسبيًا هو تيتانات الليثيوم ، والذي يعد أيضًا باهظ التكلفة ولا يعمل بالجهد الصحيح في معظم المواقف لاستبدال 12 فولت.

فوسفات الحديد الليثيوم مقابل.بطاريات الرصاص الحمضية

تقدم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم الكثيرمزايا على بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية.أبرزها أن بطاريات LFP بها حوالي أربعة أضعاف كثافة الطاقة لبطاريات الرصاص الحمضية.يمكنك استخدام بطاريات LFP ذات الدورة العميقة بشكل متكرر دون إتلافها.كما أنها تعيد شحن 5 بطاريات أسرع من بطاريات الرصاص الحمضية.

تؤدي كثافة الطاقة العالية هذه إلى وقت تشغيل أطول مع تقليل وزن نظام البطارية في نفس الوقت.

3

يؤدي التفاعل الكيميائي داخل بطاريات الرصاص الحمضية إلى إطلاق الغازات ، الأمر الذي يتطلب تنفيس البطاريات وإعادة تعبئتها دوريًا بالماء من قبل المستخدم.إذا لم يتم تخزين البطاريات في وضع مستقيم ، يمكن أن يتسرب المحلول الحمضي ، مما يؤدي إلى إتلاف البطارية والتسبب في حدوث فوضى.بدلاً من ذلك ، لا تنبعث بطاريات LFP من الغاز ولا تحتاج إلى تهوية أو إعادة تعبئتها.والأفضل من ذلك ، يمكنك تركيبها في أي اتجاه.

تعد بطاريات LFP في البداية أكثر تكلفة من بطاريات الرصاص الحمضية.ومع ذلك ، فإن العمر الطويل لبطاريات LFP يوازن التكلفة العالية المقدمة.في معظم الحالات ، ستستمر بطاريات LFP لمدة 5-10 مرات أطول من بطاريات الرصاص الحمضية ، مما يؤدي إلى توفير كبير في التكلفة الإجمالية.

أفضل بطاريات فوسفات حديد الليثيوم لاستبدال تطبيقات بطاريات الرصاص الحمضية

تتوفر العديد من بطاريات الليثيوم أيون المختلفة ، وبعضها يتجاوز فوسفات الحديد الليثيوم في فئات أداء معينة.ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر باستبدال بطاريات الرصاص الحمضية 12 فولت ، فإن LFP هو أفضل خيار متاح.

والسبب الرئيسي لذلك هو أن الجهد الاسمي لخلية فوسفات الحديد الليثيوم هو 3.2 فولت.يبلغ الجهد الاسمي لبطارية حمض الرصاص 12 فولت حوالي 12.7 فولت.وبالتالي ، فإن توصيل أربع خلايا متسلسلة داخل البطارية ينتج 12.8 فولت (4 × 3.2 = 12.8) - وهو تطابق مثالي تقريبًا!هذا غير ممكن مع أي نوع آخر من بطاريات الليثيوم أيون.

4

إلى جانب التطابق التام تقريبًا للجهد ، يوفر LFP مزايا أخرى كبديل لحمض الرصاص.كما تمت مناقشته أعلاه ، فإن بطاريات LFP طويلة الأمد ومستقرة وآمنة ومتينة وخفيفة الوزن وذات كثافة طاقة عالية.هذا يجعلها مناسبة بشكل ممتاز للعديد من التطبيقات!اشياء مثلمحركات التصيدورفسوعربات الغولف، والمزيد من التطبيقات التي اعتمدت تقليديًا على بطاريات الرصاص الحمضية.

تصنع بطاريات Dragonfly Energy و Battle Born بعضًا من أفضل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم المتاحة.لقد تم تصميمها وتجميعها بفخر في الولايات المتحدة بأعلى جودة المواد المتاحة.بالإضافة إلى ذلك ، يتم اختبار كل بطارية بدقة وإدراجها في قوائم UL.

تتضمن كل بطارية أيضًا جهازًا مدمجًانظام إدارة البطاريةلضمان عمل البطارية بأمان في جميع الظروف.تحتوي بطاريات Dragonfly Energy و Battle Born على آلاف البطاريات المثبتة وتعمل بأمان في العديد من التطبيقات المختلفة في جميع أنحاء العالم.

الآن أنت تعرف

في الختام ، فوسفات الحديد الليثيوم هو مجرد واحد من أنواع مختلفة من بطاريات الليثيوم أيون المتاحة.ومع ذلك ، فإن مجموعة الخصائص الفريدة التي تتكون منها بطاريات LFP تجعلها بديلاً رائعًا لبطاريات حمض الرصاص 12 فولت في الماضي.


الوقت ما بعد: 30 سبتمبر - 2022