סוללת LiFePO4 לעומת סוללות ליתיום יון
תאר את סוללת LiFePO4.
סוללות LiFePO4 עשויות להיקרא גם סוללות LFP, שלהן צפיפות אנרגיה מעט נמוכה יותר אך עדיין די יציבות. בהשוואה לחלק מהחומרים המשמשים בסוללות NMC, כלומר קובלט, הברזל והפוספט המשמשים ליצירת הקתודה נגישים יותר ופחות יקרים. בנוסף, סוללות LiFePO4 הן פחות מסוכנות מסוללות NMC, מה שהופך אותן לפשוטות יותר למיחזור לאחר סיום החיים השימושיים שלהן.
טבלת סיכום LiFePO4
| מתחים | 3.20, 3.30V נומינלי; טווח פעולה טיפוסי 2.5-3.65V/תא |
| אנרגיה ספציפית (קיבולת) | 90-120 ו"ש/ק"ג |
| חיוב (שיעור C) | 1C טיפוסי, נטען עד 3.65V; זמן טעינה אופייני של 3 שעות |
| פריקה (שיעור C) | 1C, 25C בחלק מהתאים; דופק 40A (2 שניות); ניתוק של 2.50V (נמוך מזה ש-2V גורם לנזק) |
| חיי מחזור | 2000 ומעלה (קשור לעומק הפריקה, טמפרטורה) |
| בורח תרמי | 270 מעלות (518 מעלות F) סוללה בטוחה מאוד גם אם טעונה במלואה |
| עֲלוּת | ~200 דולר לקוט"ש |
| יישומים | ESS, EVs וכו' |
היתרונות של סוללות LiFePO4?
בטיחות: סוללות LiFePO4 אמינות יותר ואינן מהוות במיוחד סכנת שריפה או פיצוץ.
קיימות טמפרטורה גבוהה: סוללות LiFePO4 פועלות בטווח טמפרטורות רחב (60 מעלות), מה שהופך אותן לעמידות יותר בפני תנודות טמפרטורה מאשר כימיות אחרות.
חיי מחזור ארוכים: סוללת LiFePO4 ניתנת למחזור 6000 פעמים, אבל סוללת NCM ניתנת למחזור רק 1000 פעמים.
אחריות: מכיוון שלסוללות LifePO4 יש חיי מחזור טובים יותר מסוללות NCM, גם האחריות שלהן גבוהה יותר. אז עם הזמן, סוללות LifePO4 עשויות להראות כמו הטובות ביותר.
סובלנות לנסיבות טעינה מלאה: אם נשמר במתח גבוה למשך תקופה ממושכת, LiFePO4 עמיד יותר לתנאי טעינה מלאה וחווה פחות מתח ממערכות ליתיום יון אחרות.
אנרגיה הדרושה לייצור: בהשוואה לסוללות אחרות, סוללות LiFePO4 דורשות פחות אנרגיה לייצר, בעלות השפעה סביבתית פחות.
תאר סוללת ליתיום-יון.
הסוללה הטרינרית, הידועה בדרך כלל כסוללת NMC או סוללת NiCoMn, היא סוללת הליתיום יון המוזכרת לרוב. יש לו סוללה עם אנרגיה או הספק ספציפיים גבוהים במיוחד. הם משמשים לעתים קרובות יותר בכלים חשמליים ובכלי רכב חשמליים בגלל מגבלות ה"אנרגיה" או ה"כוח" שלהם.
למרות שסוללות ליתיום יון של NMC מציעות בדרך כלל עלויות זולות יותר מראש, בהתאם לפרופיל התפעול, ייתכן שיהיה צורך לשנות אותן במהלך אורך החיים של הכלי. חקירות רבות על שריפות הן במתקנים יבשתיים והן במתקנים ימיים התמקדו בסוללות ליתיום יון NMC, מה שגרם לחלק מהעסקים, כמו טסלה, לעבור באופן מלא לשימוש בכימיה של LiFePO4 עבור רכבי החשמל.
טבלת סיכום של סוללות ליתיום יון של NMC
| מתחים | 3.60V, 3.70V נומינלי; טווח פעולה טיפוסי 3.0–4.2V/תא, ומעלה |
| אנרגיה ספציפית (קיבולת) | 150-220Wh/kg |
| חיוב (שיעור C) | 0.7–1C, טעינה עד 4.20V, חלקם מגיעים ל-4.30V; טעינה אופיינית ל-3 שעות. זרם טעינה מעל 1C מקצר את חיי הסוללה. |
| פריקה (שיעור C) | 1C; 2C אפשרי בחלק מהתאים; ניתוק 2.50V |
| חיי מחזור | 1000-2000 (קשור לעומק הפריקה, טמפרטורה) |
| בורח תרמי | 210 מעלות (410 מעלות F) אופייני. מטען גבוה מקדם בריחה תרמית |
| עֲלוּת | ~420 דולר לקוט"ש |
| יישומים | אופניים חשמליים, מכשירים רפואיים, רכבי EV, תעשייתיים |
היתרונות של סוללות ליתיום-יון?
צפיפות אנרגיה גבוהה: סוללות NCM ליתיום יון מועדפות כיום ביישומים מיוחדים מסוימים, כגון מכוניות חשמליות, מכיוון שהן זקוקות פחות מקום בשל צפיפות האנרגיה הגדולה שלהן. בשל קצב דיפוזיה המהיר יותר של ליתיום וניידות אלקטרונים, לסוללות NCM ליתיום יון יש יותר טוב דירוגי הספק וצפיפות אנרגיה מאשר סוללות LiFePO4.
עלות נמוכה: מכיוון שלתאים ליתיום יון NCM יש מתח של 3.7 וולט, בהשוואה למתח של סוללות LiFePO4 של 3.2 וולט, ערכת סוללות עשויה להכיל יותר תאי ליתיום NCM בעלות נתונה. משיכת משתמשים מסוימים, בתורו.
