نام کامل باتری لیتیوم آهن فسفات باتری لیتیوم یون فسفات آهن لیتیوم است که به باتری لیتیوم یونی اشاره دارد که از فسفات آهن لیتیوم به عنوان ماده الکترود مثبت استفاده می کند. انواع مختلفی از مواد کاتدی برای باتری های لیتیوم یونی وجود دارد که عمدتاً اکسید کبالت لیتیوم، لیتیوم منگنات، لیتیوم نیکلات، مواد سه تایی، فسفات آهن لیتیوم و غیره است. در میان آنها، اکسید لیتیوم کبالت در حال حاضر ماده کاتدی مورد استفاده در اکثر باتری های لیتیوم یونی است، در حالی که سایر مواد کاتدی به دلایل مختلف در بازار تولید انبوه نشده اند. لیتیوم فسفات آهن نیز یکی از باتری های لیتیوم یونی است. از نظر اصل مواد، فسفات آهن لیتیوم نیز یک فرآیند بینابینی/دینترکالاسیون است که دقیقاً مشابه لیتیوم کبالتات و لیتیوم منگنات است.

باتری های لیتیوم فسفات آهن، باتری های ثانویه لیتیوم یونی هستند. یکی از کاربردهای اصلی آن به عنوان باتری برق است. مزایای زیادی نسبت به باتری های NI-MH و Ni-Cd دارد.

مزیت

1. بهبود عملکرد ایمنی

پیوند PO در کریستال فسفات آهن لیتیوم پایدار است و به سختی تجزیه می شود. حتی در دمای بالا یا شارژ بیش از حد، فرو نمی ریزد و مانند اکسید لیتیوم کبالت گرما ایجاد نمی کند یا مواد اکسید کننده قوی تشکیل نمی دهد، بنابراین ایمنی خوبی دارد. گزارشی اشاره کرد که در عملیات واقعی طب سوزنی یا آزمایشات اتصال کوتاه، قسمت کوچکی از نمونه‌ها سوختند، اما انفجاری رخ نداد. در آزمایش اضافه شارژ، از شارژ ولتاژ بالا که چندین برابر ولتاژ خود تخلیه بود استفاده شد و مشخص شد که هنوز پدیده انفجار وجود دارد. با این وجود، ایمنی شارژ بیش از حد آن در مقایسه با باتری‌های معمولی لیتیوم اکسید کبالت با الکترولیت مایع بسیار بهبود یافته است.

2، بهبود طول عمر

“باتری لیتیوم فسفات آهن” به باتری لیتیوم یونی اطلاق می شود که از فسفات آهن لیتیوم به عنوان ماده الکترود مثبت استفاده می کند.

عمر چرخه یک باتری سرب اسیدی با عمر طولانی حدود 300 برابر و بالاترین آن 500 برابر است، در حالی که یک باتری برقی با فسفات آهن لیتیوم بیش از 2000 بار عمر چرخه دارد و می توان آن را برای 2000 بار استفاده کرد. شارژ استاندارد (نرخ 5 ساعت). باتری های سرب اسیدی با همان کیفیت «نو نیم ساله، نیم ساله و نیم ساله برای تعمیر و نگهداری» هستند که ممکن است 1 تا 1.5 سال طول بکشد. باتری‌های لیتیوم فسفات آهن در شرایط یکسان، عمر تئوری 7 تا 8 سال دارند. با در نظر گرفتن جامع، نسبت عملکرد به قیمت از نظر تئوری بیش از 4 برابر باتری های سرب اسیدی است. تخلیه جریان بالا می تواند به سرعت 2C جریان بالا را شارژ و تخلیه کند. با یک شارژر اختصاصی، باتری را می توان در عرض 40 دقیقه پس از شارژ 1.5 درجه سانتی گراد به طور کامل شارژ کرد و جریان راه اندازی می تواند به 2 درجه سانتی گراد برسد، اما باتری های سرب اسید چنین عملکردی ندارند.

3، عملکرد خوب در دمای بالا

پیک گرمایش الکتریکی فسفات آهن لیتیوم می تواند به 350 ℃-500 ℃ برسد، در حالی که لیتیوم منگنات و لیتیوم کبالتات تنها حدود 200 درجه سانتیگراد هستند. محدوده دمای عملیاتی گسترده (20–75 درجه سانتیگراد)، با مقاومت در برابر دمای بالا، پیک گرمایش الکتریکی فسفات آهن لیتیوم می تواند به 350-500 درجه سانتیگراد برسد، در حالی که لیتیوم منگنات و لیتیوم کبالتات فقط حدود 200 درجه سانتیگراد هستند.

4، ظرفیت بزرگ

∩ظرفیت باتری های قابل شارژ زمانی که اغلب به طور کامل شارژ می شوند و تخلیه نمی شوند به سرعت کمتر از ظرفیت نامی خواهد بود. این پدیده اثر حافظه نامیده می شود. مانند باتری های نیکل-فلز هیدرید و نیکل-کادمیم، حافظه وجود دارد، اما باتری های فسفات آهن لیتیوم این پدیده را ندارند. مهم نیست که باتری در چه وضعیتی باشد، می توان آن را بدون نیاز به تخلیه اولیه شارژ و استفاده کرد.

6، وزن سبک

حجم باتری لیتیوم آهن فسفات با همین مشخصات و ظرفیت 2/3 حجم باتری سرب اسیدی و وزن آن 1/3 باتری سرب اسیدی است.

7 ، حفاظت از محیط زیست

باتری‌های لیتیوم فسفات آهن عموماً فاقد فلزات سنگین و فلزات کمیاب هستند (باتری نیکل-هیدروژن به فلزات کمیاب نیاز دارد)، غیر سمی (دارای گواهی SGS)، غیرآلاینده، مطابق با مقررات اروپای RoHS و رنگ سبز مطلق هستند. گواهی باتری بنابراین، دلیل اینکه باتری های لیتیومی مورد علاقه صنعت هستند، عمدتاً به دلیل ملاحظات حفاظت از محیط زیست است. بنابراین باتری در دوره «برنامه پنج ساله دهم» در برنامه ملی توسعه فناوری پیشرفته «863» گنجانده شده و به یک پروژه حمایتی و تشویقی ملی تبدیل شده است. با پیوستن چین به WTO، حجم صادرات دوچرخه های برقی چین به سرعت افزایش خواهد یافت و دوچرخه های برقی که وارد اروپا و ایالات متحده می شوند ملزم به مجهز شدن به باتری های بدون آلودگی شدند.

اما برخی کارشناسان گفتند که آلودگی زیست محیطی ناشی از باتری های سرب اسیدی عمدتاً در فرآیند تولید نامنظم و فرآیند بازیافت این شرکت رخ می دهد. به همین ترتیب باتری‌های لیتیومی متعلق به صنعت انرژی‌های نو هستند، اما نمی‌توانند از مشکل آلودگی فلزات سنگین جلوگیری کنند. سرب، آرسنیک، کادمیوم، جیوه، کروم و غیره در فرآوری مواد فلزی ممکن است در گرد و غبار و آب آزاد شوند. باتری خود نوعی ماده شیمیایی است، بنابراین امکان تولید دو نوع آلودگی وجود دارد: یکی آلودگی فضولات فرآیند در مهندسی تولید. دیگری آلودگی باتری پس از اسقاط آن است.

باتری‌های لیتیوم فسفات آهن نیز کاستی‌های خود را دارند: به عنوان مثال، عملکرد ضعیف در دمای پایین، چگالی کم مواد کاتد، و حجم باتری‌های لیتیوم فسفات آهن با ظرفیت برابر بزرگتر از باتری‌های لیتیوم یونی مانند لیتیوم است. اکسید کبالت، بنابراین در میکرو باتری ها مزیتی ندارد. هنگامی که در باتری های برق استفاده می شود، باتری های لیتیوم آهن فسفات، مانند سایر باتری ها، باید با مشکلات قوام باتری مواجه شوند.