מהן סוללות LiFePO4?
סוללות העשויות על פוספט ליתיום ברזל ידועות כסוללות LiFePO4. סוללות ליתיום שונות אחרות הן כדלקמן:
1. LiCoO22, או תחמוצת קובלט ליתיום
2. LiNiMnCoO2, מעין ליתיום ניקל מנגן תחמוצת קובלט
3. LTO, או ליתיום טיטנאט
4. LiMn2O4, מעין תחמוצת ליתיום מנגן
5. LiNiCoAlO2, תחמוצת ליתיום, ניקל וקובלט
חדשנות בכימיה וסוללות
חלק מהחומרים הללו עשויים להיות מוכרים לך מהכימיה. סביר להניח שביליתם שם הרבה זמן בשינון הטבלה המחזורית או סתם הסתכלתם עליה על הקיר של המורה. ביצעת שם בדיקות (או, ליתר דיוק, העמדת פנים שאתה שם לב לניסויים תוך מבט בערגה על אהובתך).
כמובן, לפעמים סטודנט שאוהב ניסויים ממשיך להיות כימאי. שילובי סוללות הליתיום האידיאליים נמצאו גם על ידי כימאים.
כך, בעצם, נוצרה סוללת LiFePO4. (על ידי אוניברסיטת טקסס, במיוחד, בשנת 1996). סוללת הליתיום הבטוחה, האמינה והיציבה ביותר ידועה כיום בשם LiFePO4.
תקציר של היסטוריית סוללות LiFePO4
Arumugam Manthiram וג'ון B. Goodenough המציאו את סוללת LiFePO4. הרכיבים המשמשים בסוללות ליתיום-יון התגלו בתחילה על ידם. חומרים המשמשים כאנודות בסוללות ליתיום-יון אינם מתאימים במיוחד. זה נובע מהנטייה שלהם לקצר בטרם עת.
חוקרים גילו שחומרי קתודה מייצרים תחליפי סוללת ליתיום-יון מעולים. וגרסאות הסוללה LiFePO4 מבהירות זאת היטב. מהר קדימה, הגבירו את המוליכות והיציבות - כל מיני שיפורים, ופוף! לידת סוללות LiFePO4.
סוללות LiFePO4 נטענות זמינות רבות בימינו. סוללות אלו מנוצלות במגוון יישומים מעשיים, כולל פאנלים סולאריים, מכוניות, סירות ועוד.
בטווח הארוך, סוללות LiFePO4 זולות יותר מרוב התחליפים שלהן והן נטולות קובלט. זה נמשך זמן רב יותר ואינו רעיל. אבל עוד על זה נעסוק בהמשך. לסוללת LiFePO4 יש אפשרויות עתידיות מבטיחות ביותר.
סוללות ליתיום יון לעומת סוללות LiFePO4
בואו נדבר על מה שהופך את סוללות LiFePO4 לעליונות מסוללות ליתיום יון וסוללות ליתיום אחרות עכשיו כשאנחנו מודעים למה הן.
מוצרי אלקטרוניקה לבישים כמו שעונים אינם מתאימים היטב לסוללת LiFePO4. בשל העובדה שאין להם אותה צפיפות אנרגיה כמו סוללות ליתיום-יון אחרות. עם זאת, זה ללא ספק האידיאלי לדברים כמו מערכות אנרגיה סולארית, רכבי פנאי, עגלות גולף, סירות בס ואופניים חשמליים. למה?
בתור התחלה, לסוללת LiFePO4 יש חיי מחזור שאורכים כמעט פי 4 מזה של סוללות ליתיום יון רגילות.
בנוסף, בהשוואה לליתיום יון וסוגי סוללות אחרים, זוהי הצורה הבטוחה ביותר של סוללת ליתיום בשוק.
לבסוף, לסוללות LiFePO4 יש לא רק תוחלת חיים של 3,000–5,000 מחזורים או יותר... הן עשויות להיפרק ב-100 אחוז מהעומק המרבי שלהן (DOD). למה זה רלוונטי? בשל כך, סוללות LiFePO4 (בניגוד לסוללות אחרות) מבטלות את הסיכון לטעינת יתר.
כתוצאה מכך, אתה עשוי להשתמש בו למשך זמן ארוך יותר. סוללת LiFePO4 הגונה עשויה לשמש במשך שנים רבות יותר מאשר סוגי סוללות אחרים. יש לו חיי מחזור משוערים של 5,000.
אז זה בערך 10 שנים. לכן העלות הממוצעת לאורך זמן טובה בהרבה. כך משווים סוללות LiFePO4 לסוללות ליתיום יון.
הנה כמה סיבות מדוע סוללות LiFePO4 עדיפות על סוגי סוללות אחרים בכלל ועל ליתיום יון בפרט:
כימיה יציבה ובטוחה
בטיחות עבור סוללות ליתיום היא קריטית. זה בא לידי ביטוי בשפע על ידי סוללות המחשב הנייד של ליתיום-יון ש"מתפוצצות" לאחרונה. בטיחות היא אחד היתרונות המשמעותיים ביותר של LiFePO4 על פני סוגי סוללות אחרים. הסוג המאובטח ביותר של סוללת ליתיום הוא LiFePO4. למעשה, זה המגוון הבטוח מכולם.
בסך הכל, כימיית הליתיום המאובטחת ביותר נמצאת בסוללות LifePO4. למה? בשל היציבות התרמית והמבנית הגדולה יותר של פוספט ליתיום ברזל. לחומצה עופרת ולרוב סוגי הסוללות האחרים אין את זה באותה מידה כמו של LiFePO4. LiFePO4 אינו דליק. הוא מתנגד לפירוק תחת טמפרטורות גבוהות. הוא ישמור על טמפרטורה קרירה בטמפרטורת החדר ואינו נוטה לברוח תרמית.
סוללת LiFePO4 לא תתלקח או תתפוצץ אם נחשפת לטמפרטורות קיצוניות או למצבי סיכון (כגון קצר חשמלי או התנגשות). מידע זה מרגיע עבור אלה שמשתמשים לעתים קרובות בסוללות LiFePO4 עם מחזור עמוק בקרוואן, סירת בס, קטנוע או דלת מעלה.
בטיחות אקולוגית
מכיוון שניתן להטעין סוללות LiFePO4, הן כבר מועילות לסביבה. עם זאת, הידידות הסביבתית שלהם הולכת רחוק יותר. הם אינם רעילים ואינם דולפים, בניגוד לסוללות ליתיום חומצת עופרת וניקל אוקסיד.
ניתן גם למחזר אותם. עם זאת, מכיוון שהם נמשכים 5000 מחזורים, לא תצטרך לעשות זאת לעתים קרובות. במילים אחרות, אתה יכול להטעין אותם 5,000 פעמים לכל הפחות. סוללות חומצת עופרת, לעומת זאת, שורדות רק 300-400 מחזורים.
יעילות וביצועים יוצאי דופן
אתה רוצה סוללה בטוחה נטולת רעלים. עם זאת, אתה גם רוצה סוללה שתעבוד כמו שצריך.
נתונים אלה מדגימים כיצד LiFePO4 מספק את כל זה ועוד:
לסוללות LiFePO4 יש יעילות טעינה גבוהה וניתן להטעין אותן במלואן תוך פחות משעתיים.
כאשר אינו בשימוש, שיעור הפריקה העצמית הוא מתחת ל-2 אחוזים מדי חודש. (בניגוד לשימוש בסוללת עופרת של 30 אחוז).
בהשוואה לסוללות עופרת וסוללות ליתיום אחרות, זמן הריצה ארוך יותר.
כוח קבוע: אותו מספר של אמפר גם כאשר חיי הסוללה הם פחות מ-50 אחוז.
אין צורך בתחזוקה.
קל משקל וקומפקטי
השיפור של סוללות LiFePO4 תלוי במספר פרמטרים. הם קלי משקל מוחלטים, אם כבר מדברים על משקל. הם באמת שוקלים פחות מסוללות ליתיום מנגן אוקסיד בכ-50 אחוזים. בהשוואה לסוללות עופרת, הן עשויות לשקול עד 70 אחוז פחות.
נעשה שימוש בפחות בנזין ושיפור יכולת התמרון הן התוצאות של שימוש בסוללת LiFePO4 במכונית. בנוסף, הם קטנים, מה שמפנה מקום על הקטנוע, הסירה, הקרוואן או שימוש תעשייתי אחר.
