האלקטרודה החיובית שלסוללות ליתיום-יוןהוא חומר ליתיום ברזל פוספט, שיש לו יתרונות גדולים בביצועי בטיחות ובמחזור החיים. אלה הם אחד המדדים הטכניים החשובים ביותר של סוללת חשמל. סוללת Lifepo4 עם מחזור חיים של טעינה ופריקה של 1C יכולה להגיע ל-2000 פעמים, הניקוב אינו מתפוצץ, היא אינה נשרףת בקלות או נשרפת בעת טעינה יתר על המידה. חומרי קתודה של ליתיום ברזל פוספט הופכים סוללות ליתיום-יון בעלות קיבולת גדולה לקלות יותר לשימוש בטור.
ליתיום ברזל פוספט כחומר קתודה
סוללת Lifepo4 מתייחסת לסוללת ליתיום-יון המשתמשת בליתיום ברזל פוספט כחומר אלקטרודה חיובי. חומרי האלקטרודה החיובית של סוללות ליתיום-יון כוללים בעיקר ליתיום קובלט, ליתיום מנגנט, ליתיום ניקלאט, חומרים טרנריים, ליתיום ברזל פוספט וכדומה. ביניהם, ליתיום קובלט הוא חומר האלקטרודה החיובית המשמש ברוב סוללות הליתיום-יון. באופן עקרוני, ליתיום ברזל פוספט הוא גם תהליך הטמעה ודה-אינטרקלציה. עיקרון זה זהה לליתיום קובלט וליתיום מנגנט.
יתרונות סוללת lifepo4
1. יעילות טעינה ופריקה גבוהה
סוללת Lifepo4 היא סוללת ליתיום-יון משנית. אחת המטרה העיקרית שלה היא סוללות חשמל. יש לה יתרונות גדולים על פני סוללות NI-MH ו-Ni-Cd. לסוללת Lifepo4 יעילות טעינה ופריקה גבוהה, ויעילות הטעינה והפריקה יכולה להגיע ליותר מ-90% בתנאי פריקה, בעוד שסוללת עופרת-חומצה היא כ-80%.
2. ביצועי בטיחות גבוהים של סוללת lifepo4
קשר ה-PO בגביש ליתיום ברזל פוספט יציב וקשה לפירוק, ואינו קורס או מתחמם כמו ליתיום קובלט או יוצר חומר מחמצן חזק אפילו בטמפרטורה גבוהה או בטעינת יתר, ולכן בעל בטיחות טובה. בפעולה בפועל, נמצא כי בחלק קטן מהדגימה הייתה תופעת שריפה בבדיקת דיקור או קצר חשמלי, אך לא היה אירוע פיצוץ. בניסוי טעינת היתר, נעשה שימוש במטען במתח גבוה שהיה גבוה פי כמה ממתח הפריקה העצמית, ונמצא כי עדיין הייתה תופעת פיצוץ. עם זאת, בטיחות טעינת היתר שלו שופרה מאוד בהשוואה לסוללת ליתיום קובלט תחמוצת אלקטרוליט נוזלי רגילה.
3. סוללת Lifepo4 אורך חיים ארוך
סוללת Lifepo4 מתייחסת לסוללת ליתיום-יון המשתמשת בליתיום ברזל פוספט כחומר אלקטרודה חיובי. לסוללת עופרת-חומצה בעלת אורך חיים ארוך יש חיי מחזור של כ-300 פעמים, והמקסימום הוא 500 פעמים. לסוללת ליתיום ברזל פוספט יש חיי מחזור של יותר מ-2000 פעמים, וניתן להשתמש בה עד 2000 פעמים בטעינה סטנדרטית (קצב של 5 שעות). אותה איכות של סוללת עופרת-חומצה היא "חדשה חצי שנה, ישנה חצי שנה, תחזוקה ותחזוקה חצי שנה", עד שנה עד שנה וחצי, ובתנאי שימוש דומים בסוללת Lifepo4, אורך החיים התיאורטי יגיע ל-7-8 שנים. בהתחשב בכך, יחס הביצועים והמחיר תיאורטי הוא יותר מפי ארבעה מזה של סוללות עופרת-חומצה. ניתן לטעון ולפרוק במהירות זרם גבוה של 2C. תחת מטען מיוחד, ניתן לטעון את הסוללה במלואה תוך דקה וחצי מטעינה של 1.5C, וזרם ההתחלתי יכול להגיע ל-2C, אך לסוללת עופרת-חומצה אין ביצועים כאלה.
4. ביצועי טמפרטורה טובים
טמפרטורת השיא של ליתיום ברזל פוספט יכולה להגיע ל-350 מעלות צלזיוס -500 מעלות צלזיוס, בעוד שליתיום מנגנט וליתיום קובלט נמצאות בסביבות 200 מעלות צלזיוס בלבד. טווח טמפרטורות פעולה רחב (-20 מעלות צלזיוס - +75 מעלות צלזיוס), עם עמידות לטמפרטורות גבוהות, שיא החימום החשמלי של ליתיום ברזל פוספט יכול להגיע ל-350 מעלות צלזיוס -500 מעלות צלזיוס, בעוד שליתיום מנגנט ותחמוצת קובלט של ליתיום נמצאות בסביבות 200 מעלות צלזיוס בלבד.
5. סוללת Lifepo4 בעלת קיבולת גבוהה
יש לה קיבולת גדולה יותר מסוללות רגילות (עופרת-חומצה וכו'). קיבולת המונומר היא 5AH-1000AH.
6. אין אפקט זיכרון
סוללות נטענות פועלות בתנאים שלעתים קרובות אינן מתרוקנות לחלוטין, והקיבולת שלהן תרד במהירות מתחת לקיבולת המדורגת. תופעה זו נקראת אפקט הזיכרון. זיכרון כמו סוללות ניקל-מטאל הידריד וניקל-קדמיום, אך לסוללת lifepo4 אין תופעה זו, לא משנה באיזה מצב הסוללה נמצאת, ניתן להשתמש בה עם טעינה, אין צורך לפרוק ולטעון אותה. 7. משקל קל של סוללת lifepo4
סוללת lifepo4 בעלת קיבולת מפרט זהה היא 2/3 מנפח סוללת העופרת-חומצה, ומשקלה הוא 1/3 מסוללת העופרת-חומצה.
8. סוללות Lifepo4ידידותיים לסביבה
הסוללה נחשבת בדרך כלל לנקייה מכל מתכות כבדות ומתכות נדירות (סוללות Ni-MH דורשות מתכות נדירות), אינה רעילה (עם הסמכת SGS), אינה מזהמת, בהתאם לתקנות RoHS האירופיות, והיא בעלת תעודת סוללה ירוקה מוחלטת. לכן, הסיבה לכך שסוללות ליתיום מועדפות על ידי התעשייה היא בעיקר שיקולים סביבתיים. לכן, הסוללה נכללה בתוכנית הפיתוח הלאומית "863" לפיתוח טכנולוגיות מתקדמות במהלך תקופת "תוכנית החומש העשירית" והפכה לפרויקט פיתוח מרכזי לאומי של תמיכה ועידוד. עם הצטרפותה של סין לארגון הסחר העולמי, נפח היצוא של אופניים חשמליים מסין יגדל במהירות, ואופניים חשמליים הנכנסים לאירופה ולארצות הברית נדרשו להיות מצוידים בסוללות לא מזהמות. ביצועי סוללת הליתיום-יון תלויים בעיקר בחומרים החיוביים והשליליים. ליתיום ברזל פוספט הוא חומר לסוללת ליתיום שהופיע רק בשנים האחרונות. ביצועי הבטיחות שלו וחיי המחזור שלו אינם ניתנים להשוואה לחומרים אחרים. הם המדדים הטכניים החשובים ביותר של הסוללה. לסוללת Lifepo4 יתרונות של חוסר רעילות, חוסר זיהום, ביצועי בטיחות טובים, מגוון רחב של חומרי גלם, מחירים נמוכים וחיים ארוכים. זהו חומר קתודה אידיאלי עבור דור חדש של...סוללות ליתיום-יון.