מה זהליתיום ברזלסוללה? מבוא לעקרון הפעולה והיתרונות של סוללת ליתיום ברזל

סוללת ליתיום ברזל היא סוג של סוללה במשפחת סוללות הליתיום. שמה המלא הוא סוללת ליתיום ברזל פוספט ליתיום-יון. חומר הקתודה הוא בעיקר ליתיום ברזל פוספט. מכיוון שביצועיה מתאימים במיוחד ליישומי חשמל, היא נקראת גם "סוללת ליתיום ברזל". (להלן "סוללת ליתיום ברזל")

עקרון הפעולה של סוללת ליתיום-ברזל (LiFePO4)
מבנה פנימי של סוללת LiFePO4: LiFePO4 עם מבנה אוליבין בצד שמאל משמש כקוטב החיובי של הסוללה, המחובר באמצעות נייר אלומיניום לקוטב החיובי של הסוללה. באמצע נמצאת דיאפרגמה פולימרית, המפרידה בין הקוטב החיובי לקוטב השלילי. עם זאת, יוני ליתיום Li+ יכולים לעבור דרכם אך אלקטרונים לא. בצד ימין נמצא הקוטב השלילי של הסוללה, המורכב מפחמן (גרפיט), המחובר באמצעות נייר נחושת לקוטב השלילי של הסוללה. האלקטרוליט של הסוללה נמצא בין הקצה העליון והתחתון של הסוללה, והסוללה אטומה במעטפת מתכת.

כאשר סוללת LiFePO4 נטענת, יון הליתיום Li+ באלקטרודה החיובית נודד לאלקטרודה השלילית דרך קרום הפולימר; במהלך תהליך הפריקה, יון הליתיום Li+ באלקטרודה השלילית נודד לאלקטרודה החיובית דרך הסרעפת. סוללת ליתיום-יון נקראת על שם נדידת יוני ליתיום במהלך טעינה ופריקה.

ביצועים עיקריים של סוללת LiFePO4
המתח הנומינלי של סוללת LiFePO4 הוא 3.2 וולט, מתח הטעינה הסופי הוא 3.6 וולט, ומתח הפריקה הסופי הוא 2.0 וולט. עקב האיכות והתהליך השונים של חומרי האלקטרודה החיוביים והשליליים וחומרי האלקטרוליט המשמשים יצרנים שונים, ביצועיהם יהיו שונים במקצת. לדוגמה, קיבולת הסוללה של אותו דגם (סוללה סטנדרטית באותה אריזה) שונה למדי (10%~20%).

יתרונות שלסוללת ליתיום ברזל
בהשוואה לסוללות עופרת-חומצה מסורתיות, לסוללות ליתיום-יון יתרונות משמעותיים במתח עבודה, צפיפות אנרגיה, חיי מחזור וכו'. בהשוואה לסוללת עופרת-חומצה המסורתית, יש לה את היתרונות הבאים: צפיפות אנרגיה גבוהה, בטיחות חזקה, ביצועים טובים בטמפרטורה גבוהה, תפוקת הספק גבוהה, חיי מחזור ארוכים, משקל קל, חיסכון בעלויות חיזוק חדר המכונות, גודל קטן, חיי סוללה ארוכים, בטיחות טובה וכו'.