Batteria al litio ferro fosfato: LiFePo4

Una batteria al litio ferro è una batteria agli ioni di litio che utilizza fosfato di ferro (LiFePO4) come materiale catodico. Ma prima dobbiamo capire cos’è una batteria al litio per avere un’idea migliore dei vantaggi di una batteria LiFePo4.

Le batterie agli ioni di litio (o semplicemente batterie al litio) sono batterie che utilizzano materiale a base di litio come catodo e una varietà di altri materiali (più comunemente grafite) come anodo. Queste batterie si trovano comunemente nei dispositivi portatili, come telefoni cellulari, fotocamere digitali e altri grazie alla loro leggerezza, al formato ridotto e alla lunga durata della batteria.

Le batterie al litio hanno il vantaggio di utilizzare il litio, che è l’elemento che si ossida più facilmente. Vuol dire che può facilmente cedere un elettrone, che viene poi utilizzato dal circuito per alimentarsi. Quanto più facilmente gli elettroni vengono prelevati da una batteria, tanto più efficiente diventa, tenendo conto quindi della sua longevità. Inoltre, il litio è il metallo più leggero conosciuto, quindi consente la portabilità e il materiale può essere modellato facilmente.

Il litio da solo non può essere utilizzato come catodo, poiché è così reattivo che formerebbe immediatamente un sale con i non metalli nell'ambiente. Ciò è ben dimostrato dal fatto che il litio non può essere trovato in natura nella sua forma nativa o elementare. Più comunemente, si trova sotto forma di cloruro di litio e altri sali di alogenuri. Inoltre, il litio nativo si accende spontaneamente e reagisce anche violentemente con l'acqua, rendendo necessario il suo stoccaggio sotto petrolio.

Ciò significa che è necessario utilizzare composti di litio per avere il litio come catodo. Questi composti devono produrre ioni durante la decomposizione e devono avere una reazione facilmente reversibile affinché possano essere utilizzati come batterie ricaricabili.

Un buon esempio di composto di litio utilizzato è il fosfato di litio-ferro (LI). Le batterie al litio sono state sviluppate presso l'Università del Texas nel 1996 come un modo economico per creare batterie al litio. È economico poiché il “partner” del litio, il ferro, è relativamente più abbondante rispetto ad altri metalli utilizzati per produrre composti di litio per le batterie. Ha il vantaggio di avere una velocità di scarica più lenta rispetto alle batterie al litio, il che significa una maggiore durata di conservazione.

Come si può osservare, la reazione produce ioni litio e fosfato di ferro (III) (FePO4). Il fosfato di ferro (III) o fosfato ferrico non è tossico a differenza dell'altra forma che è il fosfato di ferro (II) (Fe3 (PO4)2). Infatti, il fosfato ferrico viene utilizzato come integratore di ferro per l’uomo, dimostrando che è sicuro per il consumo umano. Questo è il motivo principale per cui il litio ferro fosfato è preferito rispetto ad altre batterie a base di litio. Altre batterie agli ioni di litio, come le più comuni batterie al litio-cobalto, producono composti di ossido di cobalto più tossici.

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