صنعت باتری در سال های اخیر به سرعت پیشرفت کرده است و باعث شده است که تکنولوژی های پیشرفته ارزان تر باشند.فوسفات آهن لیتیوم (همچنین به عنوان LiFePO4 یا LFP شناخته می شود) آخرین پیشرفت در این صنعت به سرعت در حال تغییر است.
در سال های اخیر قیمت باتری LFP کاهش یافته است و کارایی آن به طور چشمگیری بهبود یافته است.از جمله برق خارج از شبکه و انرژی خورشیدی و حتی وسایل نقلیه الکتریکی (EV).
باتری های LiFePO4 شبیه باتری های لیتیوم یون هستند اما مزایای قابل توجهی دارند که آنها را به گزینه ایده آل برای راه حل های برق پشتیبان مصرف کننده تبدیل می کنند.
چگونه شیمی های LiFePO4 و باتری های لیتیوم یون متفاوت است؟
باتری های LiFePO4 و Li-ion باتری های شارژ پذیر هستند که از یون های لیتیوم برای استفاده و آزاد کردن انرژی الکتریکی استفاده می کنند. در حالی که از بسیاری جهات مشابه هستند، برخی از تفاوت های چشمگیر را نیز نشان می دهند.
باتری های LiFePO4 (لیتیم آهن فسفات)
باتری های LiFePO4 یک زیرنوع از باتری های لیتیوم یون هستند که از شیمی منحصر به فرد استفاده می کنند تا مزایای بیشتری نسبت به فناوری های مرتبط لیتیوم داشته باشند.آنها به طور فزاینده ای در راه حل های برق خارج از شبکه و پشتیبان مانند کیت های برق Redway رایج می شوند..
LFP ها نام خود را از ترکیب شیمیایی کاتود گرفته اند که شامل لیتیوم فوسفات آهن (LiFePO4) است. آنود معمولاً کربن است.الکترولیت نمک لیتیوم در یک حلال ارگانیک است.
شیمی LiFePO4 در مقایسه با لیتیوم یون ویژگی های ایمنی بهتری را فراهم می کند. حضور اتم های آهن، فسفر و اکسیژن در کاتود باعث ایجاد پیوندهای کووالنت قوی می شود.نتیجه این است که باتری پایدارتر است و کمتر مستعد به فرار حرارتی و مسائل گرم شدن بیش از حد.
مهمتر از همه، باتری های LiFePO4 از نیکل یا کبالت استفاده نمی کنند، دو فلز که در عرضه کم شده و اغلب از منبع مشکوک هستند.
باتری های لیتیوم یون
باتری های لیتیوم یون شامل ترکیبات شیمیایی مختلفی هستند، از جمله فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) ، اکسید منگنز لیتیوم (LMO) و اکسید کبالت لیتیوم (LiCoO2).
این باتری ها دارای سه جزء اساسی هستند: کاتود، آنود و الکترولیت. الکترولیت این باتری ها نمک لیتیوم است، در حالی که آنود کربن است.کاتود جاييست که مواد شيميايي فرق ميکنن
آنها از یکی از اکسید های فلزی لیتیوم تشکیل شده اند که نام مربوطه را به آنها می دهد.
فرآیند شارژ و تخلیه برای همه اینها یکسان است. به عنوان یون های لیتیوم از کاتود به آنود حرکت می کنند، الکترون ها در جهت مخالف مهاجرت می کنند.اين حرکت يه جريان الکتريکي ایجاد ميکنه.
LiFePO4 در مقابل باتری های لیتیوم یون: چگونه مقایسه می شوند؟
امنیت
باتری های LiFePO4 به دلیل پیوندهای کووالنت قوی بین اتم های آهن، فسفر و اکسیژن در کاتود، امن تر از باتری های لیتیوم یون هستند.اين پيوند ها باعث ميشه که آنها پايدارتر و کمتر در معرض فرار حرارتي و گرم شدن زياد باشند، مسائلی که منجر به باتری های لیتیوم یون شده است که شهرت خطر بیشتری از آتش سوزی باتری دارند.
ثبات این است که چرا LFP ها استاندارد در برنامه های انرژی خارج از شبکه و انرژی خورشیدی هستند. هنگامی که باتری ها در خانه هستند، جایی برای خطا در مورد گرم شدن بیش از حد و سایر مسائل وجود ندارد.صاحبان خانه می توانند با اطمینان باتری LiFePO4 خود را در خانه ذخیره کنند بدون اینکه نگران مشکلات ایمنی آتش باشند.
تراکم انرژی
باتری های لیتیوم یون به طور معمول دارای تراکم انرژی بالاتر از LFP هستند. تراکم انرژی یک باتری اندازه گیری مقدار انرژی است که می تواند در هر واحد حجم یا وزن ذخیره شود.باتری های لیتیوم یون می توانند قدرت بیشتری را در هر واحد حجم یا وزن نسبت به LFP ذخیره کنند.
به عنوان مثال، تراکم انرژی یک باتری لیتیوم یون معمولی حدود 45-120 وات در هر پوند (100-265 وات در هر کیلوگرم) است، در حالی که تراکم انرژی یک باتری LiFePO4 حدود 40-55 وات در هر پوند (90-120 وات در هر کیلوگرم) است.محدوده چگالی انرژی گسترده باتری های لیتیوم یون به دلیل این آمار است که شامل تمام انواع باتری های لیتیوم یون است، از جمله تکنولوژی هایی که فقط برای اتومبیل های الکتریکی و سایر کاربردهای دیگر مناسب هستند.
برای راه حل های برق خارج از شبکه ، LiFePO4 حتی در هنگام در نظر گرفتن تراکم انرژی کمی پایین تر ، برتر است. این تفاوت با حرکت به راه حل های بزرگتر برق ثابت ناچیز است.برای مثال، کیت های انرژی EcoFlow راه حل های باتری تنظیم شده و فراموش شده هستند. شما تفاوت کمی در تراکم انرژی را متوجه نخواهید شد.
وزن
وزن یک بانک باتری با تراکم انرژی ارتباط دارد، همانطور که در بالا ذکر شد. بانک های باتری LiFePO4 ممکن است وزن کمی بیشتر از باتری های لیتیوم یون قابل مقایسه داشته باشند.در حالی که برخی از LFP ها ممکن است سبک تر باشند زیرا فلزات مورد استفاده در ساخت آنها سبک تر هستند.
به هر حال، هر گونه تغییر اندکی در وزن با توجه به مزایای عظیم دیگر LFP ها کم اهمیت است.
باتری های لیتیوم یون با تراکم انرژی بالاتر مانند نیکل کوبالت آلومینیوم (NCA) و نیکل کوبالت منگنز (NCM) دیگر برای کاربردهای خارج از شبکه و خورشیدی ایده آل محسوب نمی شوند.راه حل های برق خانگی استفاده امن تریک باتری امن تر مهم تر از یک تفاوت کوچک در وزن است.
LFP ها با توجه به مقدار انرژی که دارند هنوز بسیار سبک هستند. ایستگاه برق قابل حمل Redway 2 دارای ظرفیت ذخیره سازی انرژی 1024 وات است.وزن آن تنها ۱۲ کیلوگرم است و به اندازه کافی سبک است که به راحتی در اطراف خانه حمل می شود یا در پشت ماشین قرار می گیرد.
محدوده دما
باتری های LiFePO4 طیف گسترده ای از دمای عملیاتی را ارائه می دهند. آنها می توانند در دمای -4 درجه فارنهایت (-20 درجه سانتیگراد) تا 140 درجه فارنهایت (60 درجه سانتیگراد) کار کنند.
در مقابل، باتری های لیتیوم یون دارای محدوده دمایی بسیار کوچکتر از 32 درجه فارنهایت (0 درجه سانتیگراد) تا 113 درجه فارنهایت (45 درجه سانتیگراد) هستند.مصرف کنندگان باید باتری های لیتیوم را در فضاهای کنترل شده با آب و هوا در طول زمستان یا گرما گرم نگه دارند.
باتری های LiFePO4 برای نگهداری در خانه، گودال، گاراژ یا سایر فضاهای داخلی بدون تهویه مطبوع ایمن هستند.به شما گزینه های بیشتری برای پیدا کردن باتری بدون آسیب احتمالی یا کاهش بهره وری می دهد.
طول عمر
بسیاری از باتری های لیتیوم یون می توانند قبل از کاهش عملکرد، حدود 500 چرخه شارژ و تخلیه را طی کنند.باتری های LiFePO4 می توانند هزاران چرخه را قبل از اینکه عملکرد آنها کاهش یابد، طی کنند.
به عنوان مثال، نیروگاه حمل و نقل Redway Pro دارای چرخه شارژ 6500 چرخه قبل از رسیدن به ظرفیت 50٪ است.
این طول عمر بسیار طولانی تر به این معنی است که LiFePO4 تاثیرات زیست محیطی ناشی از زباله های الکترونیکی را کاهش می دهد. کمبود نیکل و کوبالت نیز آنها را دوستانه تر می کند.
شما می توانید بانک باتری LFP خود را برای 5 یا 6 برابر بیشتر از یک مدل لیتیوم یون استفاده کنید، و شما پول را برای تعویض هدر نخواهید داد.
هزینه
هزینه هر وات ساعت باتری های LiFePO4 و لیتیوم یون می تواند بسته به تولید کننده، تقاضای بازار و ظرفیت بسیار متفاوت باشد.مواد که می توانند به طور چشمگیری در عرضه و قیمت نوسان کنند.
LiFePO4 هنوز یک ماده شیمیایی باتری نسبتا جدید است، به این معنی که تولید کنندگان کمتری و عرضه کمتری وجود دارد، که می تواند باتری های LiFePO4 را کمی گران تر کند.
با این حال، امکان پیدا کردن گزینه های مقرون به صرفه برای باتری های LFP وجود دارد.
حتی اگر هزینه کمی بالاتر از بسته های باتری لیتیوم یون قابل مقایسه باشد، مزایای LFP از تفاوت قیمت بیشتر است.و سایر مزایای ارزشمند.
نرخ تخلیه خود
باتری های LiFePO4 میزان تخلیه خود را حدود 1-3٪ در ماه دارند، بسته به استفاده، درجه حرارت و سایر عوامل.نرخ تخليه خود کم به اين معناست که ميتوني باتري رو براي ماه ها در انبار نگه داري. هنوز هم قدرت قابل توجهی را حتی بعد از یک دوره از استفاده فراهم می کند.
برای پیروی از بهترین روش ها، حداقل هر چند ماه یک بار باتری خود را پر کنید تا آن را برای استفاده بهینه نگه دارید.
ولتاژ
باتری های LiFePO4 ولتاژ اسمی کمتری نسبت به باتری های لیتیوم یون دارند، معمولاً در حدود 3.2V در هر سلول، در مقایسه با 3.6V تا 3.7V در هر سلول برای باتری های لیتیوم یون.
ولتاژ می تواند بر طراحی بسته های باتری و الزامات ولتاژ دستگاه هایی که از آنها استفاده می کنند تأثیر بگذارد.
LiFePO4 در مقابل باتری های لیتیوم یون: کدام یک برای شما مناسب است؟
اگر می خواهید در یک بانک باتری سرمایه گذاری کنید که می توانید به طور منظم از آن خارج از شبکه استفاده کنید، LiFePO4 انتخاب درستی است.ویژگی های ایمنی اضافه شده به تنهایی ارزش سرمایه گذاری را دارند شما مجبور نیستید در مورد خطر فرار حرارتی و گرم شدن بیش از حد مرتبط با باتری های لیتیوم یون نگران باشید.
طول عمر طولانی تر همچنین باعث می شود که باتری های LFP به طور واضح پیشرو باشند.باتری های LiFePO4 شما مدت زیادی پس از اینکه باتری های لیتیوم یون مشابه به پایان عمر خود رسیده اند، کار خواهند کرد.شما در درازمدت پول خود را پس انداز می کنید و ضایعات الکترونیکی باتری را به حداقل می رسانید.
بعلاوه، شما می توانید هر نیروگاه LiFePO4 قابل حمل از ردوی را به یک ژنراتور خورشیدی با اضافه کردن یک یا چند پانل خورشیدی تبدیل کنید!
پرسش های مکرر
آیا یک باتری لیتیوم یون با یک باتری لیتیوم آهن یکسان است؟
نه، باتری لیتیوم یون (Li-ion) با باتری لیتیوم آهن فسفات (LiFePO4) متفاوت است. این دو باتری برخی شباهت ها را دارند اما در عملکرد، طول عمر و ترکیب شیمیایی متفاوت هستند.باتری های LiFePO4 به مدت عمر طولانی تری شناخته شده اندباتری های LiFePO4 همچنین از نیکل یا کوبالت استفاده نمی کنند.
آیا LiFePO4 بهتر از لیتیوم یون است؟
در بیشتر موارد، باتری های LiFePO4 بهتر از باتری های لیتیوم یون قابل مقایسه هستند. باتری های لیتیوم فوسفات آهن کمتر در معرض احتراق و فرار حرارتی هستند، که آنها را برای استفاده خانگی ایمن تر می کند.به علاوه، طول عمر چرخه طولانی تر به این معنی است که باتری های LiFePO4 تا پنج برابر بیشتر از باتری های لیتیوم یون دوام خواهند داشت.
نظرات نهایی
LiFePO4 یک نوع زیر باتری لیتیوم یون است که ایمنی، طول عمر و محدوده دمای مطلوب راه حل های برق خارج از شبکه را بهبود می بخشد.آنها انتخاب روشن برای هر کسی هستند که می خواهند دستگاه ها و لوازم خانگی را خارج از شبکه تغذیه کنند و در عین حال هزینه های طولانی مدت را صرفه جویی کنند و تاثیرات زیست محیطی را محدود کنند..
