האלקטרודה החיובית של סוללת ליתיום יון עשויה מחומר ליתיום ברזל פוספט, שיש לו יתרונות גדולים במונחים של ביצועי בטיחות וחיי מחזור. אלה הם אחד האינדיקטורים הטכניים החשובים ביותר של סוללות כוח. סוללת Lifepo4 1C חיי מחזור טעינה ופריקה של עד 2000 פעמים, פנצ’ר אינו מתפוצץ, טעינת יתר לא קלה לשרוף ולהתפוצץ. חומרי קתודה ליתיום ברזל פוספט הופכים סוללות ליתיום-יון בעלות קיבולת גדולה יותר לשימוש בסדרה.

חומר קתודה של ברזל ליתיום פוספט

סוללת Lifepo4 מתייחסת לסוללת ליתיום יון המשתמשת בפוספט ליתיום ברזל כחומר האלקטרודה החיובי. חומרי קתודה של ליתיום-יון כוללים בעיקר תחמוצת קובלט ליתיום, מנגנט ליתיום, ליתיום ניקלאט, חומרים טרינריים ופוספט ליתיום ברזל. ביניהם, תחמוצת קובלט ליתיום היא החומר הקתודי המשמש ברוב סוללות הליתיום-יון. באופן עקרוני, פוספט ליתיום ברזל הוא גם תהליך אינטרקלציה ו-deintercalation. עיקרון זה זהה לתחמוצת ליתיום קובלט ותחמוצת ליתיום מנגן.

יתרון סוללת Lifepo4

1. יעילות טעינה ופריקה גבוהה

סוללת Lifepo4 היא סוללת ליתיום יון משנית. אחד השימושים העיקריים הוא עבור סוללות חשמל. יש לו יתרונות גדולים על פני סוללות ניקל-מתכת וניקל-קדמיום. לסוללת Lifepo4 יעילות טעינה ופריקה גבוהה, שיכולה להגיע ליותר מ-90% במצב פרוק, בעוד שלסוללת עופרת היא כ-80%.

2. סוללת Lifepo4 בעלת ביצועי בטיחות גבוהים

קשר PO בגביש ליתיום ברזל פוספט יציב וקשה לפירוק. אפילו בטמפרטורה גבוהה או טעינת יתר, הוא לא יקרוס או יתחמם כמו תחמוצת ליתיום קובלט, וגם לא יצור חומרים מחמצנים חזקים, כך שיש לו בטיחות טובה.

נמסר כי בפעולה בפועל נמצאו מספר קטן של דגימות כוערות בבדיקות דיקור או קצר חשמלי, אך לא אירע פיצוץ. בניסוי טעינת יתר נעשה שימוש במטען מתח גבוה הגבוה פי כמה ממתח הפריקה העצמית, ונמצא שעדיין קיימת תופעת פיצוץ. עם זאת, בטיחות טעינת היתר שלו משופרת מאוד בהשוואה לסוללות אלקטרוליט נוזלי רגיל של ליתיום קובלט אוקסיד.

3. לסוללת Lifepo4 יש חיי מחזור ארוכים

סוללת Lifepo4 מתייחסת לסוללת ליתיום יון המשתמשת בפוספט ליתיום ברזל כחומר האלקטרודה החיובי.

חיי המחזור של סוללת עופרת-חומצה ארוכת חיים הם בערך פי 300, עד פי 500. חיי המחזור של סוללת ליתיום ברזל פוספט הם יותר מפי 2000, והטעינה הסטנדרטית (קצב 5 שעות) יכולה להגיע לפי 2000.

סוללות עופרת באותה איכות “חדשות חצי שנה, ישנות חצי שנה וחצי שנה לתחזוקה” יכולות להיות עד 1 עד 1.5 שנים, בעוד שסוללות lifepo4 יהיו בעלות חיים תיאורטית של 7 עד 8 שנים בשימוש באותם תנאים.

שיקול מקיף, באופן תיאורטי יחס העלות-ביצועים הוא יותר מפי ארבעה מזה של סוללות עופרת-חומצה. פריקת זרם גבוהה יכולה להשתמש בזרם גבוה 2C כדי לטעון ולפרוק במהירות. תחת המטען המיוחד, ניתן לטעון את הסוללה במלואה תוך 1.5 דקות ב-1.5C, וזרם ההתנעה יכול להגיע ל-2C, בעוד שלסוללת העופרת אין ביצועים כאלה.

4. ביצועי טמפרטורה טובים

טמפרטורת השיא של ליתיום ברזל פוספט יכולה להגיע ל-350 ℃-500 ℃, בעוד ליתיום מנגנט וליתיום קובלטט הם רק סביב 200 ℃. טווח טמפרטורות הפעלה רחב (-20C-+75C), עמידות בטמפרטורה גבוהה, שיא חימום חשמלי ליתיום ברזל פוספט יכול להגיע ל-350°C-500°C, בעוד ליתיום מנגנט וליתיום קובלטאט נמצאים רק ב-200°C.

5. סוללת Lifepo4 קיבולת גבוהה

יש לו קיבולת גדולה יותר מאשר סוללות רגילות (עופרת-חומצה וכו’). קיבולת המונומר היא 5AH-1000AH.

6. אין אפקט זיכרון

כאשר הסוללה הנטענת לעתים קרובות אינה ריקה לגמרי, הקיבולת תרד במהירות מתחת לקיבולת המדורגת. תופעה זו נקראת אפקט הזיכרון. הזיכרון זהה לסוללות Ni-MH ו-Ni-Cd, אבל בסוללת lifepo4 אין את התופעה הזו. לא משנה באיזה מצב הסוללה נמצאת, ניתן להטעין אותה ולהשתמש בה ללא פריקה וטעינה.

7. קל משקל של סוללת lifepo4

סוללת lifepo4 מאותו מפרט וקיבולת היא 2/3 מנפח סוללת העופרת, והמשקל הוא 1/3 מסוללת העופרת.

8. סוללת Lifepo4 ידידותית לסביבה

הסוללה נחשבת בדרך כלל נקייה מכל מתכות כבדות ומתכות נדירות (סוללת ניקל-מימן דורשת מתכות נדירות), לא רעילה (אישור SGS), לא מזהמת, בהתאם לתקנות RoHS האירופיות, והיא ירוקה מוחלטת. תעודת סוללה.

לכן, הסיבה לכך שסוללות ליתיום מועדפות על ידי התעשייה נובעת בעיקר משיקולים סביבתיים. לפיכך, בתקופת “תכנית החומש האחת עשרה” נכללה הסוללה בתכנית פיתוח ההיי-טק הלאומית “863” והפכה לפרויקט תמיכה ועידוד לאומי מרכזי.

עם הצטרפותה של ארצי ל-WTO, ייצוא האופניים החשמליים של ארצי יגדל במהירות, ואופניים חשמליים הנכנסים לאירופה ולארצות הברית נדרשו להצטייד בסוללות נטולות זיהום.

הביצועים של סוללות ליתיום-יון תלויים בעיקר בחומרים החיוביים והשליליים. ליתיום ברזל פוספט הוא חומר סוללת ליתיום שהופיע רק בשנים האחרונות. ביצועי הבטיחות וחיי המחזור שלו אינם מתחרים בחומרים אחרים. האינדיקטור הטכני החשוב ביותר של הסוללה.

לסוללת Lifepo4 יש את היתרונות של לא רעיל, לא מזהם, ביצועי בטיחות טובים, מגוון רחב של חומרי גלם, מחיר נמוך וחיים ארוכים. זהו חומר קתודה אידיאלי לדור חדש של סוללות ליתיום-יון.