7 เหตุผลในการเปลี่ยนจากกรดตะกั่วเป็นแบตเตอรี่ LiFePo4

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตหมายถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทด วัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่เป็นลิเธียมโคบอลต์, ลิเธียมแมงกาเนต, ลิเธียมนิกเกิล, วัสดุไตรภาค, ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ฯลฯ ในหมู่พวกเขาลิเธียมโคบอลต์เป็นวัสดุแคโทดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ในปัจจุบัน

1. การปรับปรุงประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย

ผลึกลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในพันธะ PO มีความเสถียร และยากต่อการสลายตัว แม้ในอุณหภูมิสูงหรือการอัดประจุมากเกินไปจะไม่เป็นเช่นนั้น เนื่องจากโครงสร้างของลิเธียมโคบอลต์เทตจะสลายความร้อนหรือการก่อตัวของสารออกซิไดซ์ที่แรง จึงมีความปลอดภัยที่ดี มีรายงานว่าพบตัวอย่างจำนวนน้อยที่ถูกเผาในการทดสอบพินพินหรือการทดสอบการลัดวงจร แต่ไม่มีกรณีเกิดการระเบิด ในขณะที่ยังมีการระเบิดในการทดสอบโอเวอร์ชาร์จเมื่อชาร์จด้วยไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งเกินแรงดันไฟฟ้าจำหน่ายของตัวเองอย่างมากหลายเท่า อย่างไรก็ตาม ความปลอดภัยจากการชาร์จไฟเกินได้รับการปรับปรุงอย่างมากเมื่อเทียบกับ LiCoO2 อิเล็กโทรไลต์เหลวธรรมดา

2. การพัฒนาชีวิต

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นชุดแบตเตอรี่ lifepo4 ที่มีลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทด

อายุการใช้งานแบตเตอรี่ตะกั่วกรดยาวนานประมาณ 300 เท่า สูงสุด 500 เท่า ในขณะที่ ก้อนแบตเตอรี่ LiFePo4 อายุการใช้งานวงจรมากกว่า 2000 ครั้ง การใช้งานการชาร์จมาตรฐาน (อัตรา 5 ชั่วโมง) สามารถเข้าถึงได้ 2000 ครั้ง แบตเตอรี่ตะกั่วกรดคุณภาพเดียวกันคือ "ครึ่งปีใหม่ ครึ่งปีเก่า การบำรุงรักษาและครึ่งปี" สูงสุด 1 ~ 1.5 ปี ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตใช้ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน อายุการใช้งานตามทฤษฎีจะถึง 10 ~ 15 ปี. เมื่อพิจารณาร่วมกัน อัตราส่วนประสิทธิภาพต่อราคาตามทฤษฎีแล้วมากกว่าสี่เท่าของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว การคายประจุกระแสไฟสูงอาจเป็นการชาร์จและการคายประจุกระแสไฟสูง 2C ในเครื่องชาร์จพิเศษการชาร์จ 1.5C ภายใน 40 นาทีสามารถทำให้แบตเตอรี่เต็มโดยกระแสเริ่มต้นสูงถึง 2C ในขณะที่แบตเตอรี่กรดตะกั่วไม่มีประสิทธิภาพนี้ .

3. ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง

ความร้อนไฟฟ้าของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสูงถึง 350 ℃ -500 ℃ และลิเธียมแมงกาเนตและกรดลิเธียมโคบอลต์เพียงประมาณ 200 ℃ ช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง (-20C – 75C) โดยมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ความร้อนไฟฟ้าสูงสุดถึง 350 ℃ -500 ℃ และลิเธียมแมงกาเนตและลิเธียมโคบอลต์เพียงประมาณ 200 ℃

4. ความจุขนาดใหญ่

แบตเตอรี่แบบชาร์จได้มักจะทำงานภายใต้สภาวะที่ไม่ดับ ความจุจะลดลงอย่างรวดเร็วต่ำกว่าค่าความจุที่กำหนด ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเอฟเฟกต์หน่วยความจำ เช่นเดียวกับนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีหน่วยความจำ ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีปรากฏการณ์นี้ ไม่ว่าแบตเตอรี่จะอยู่ในสถานะใดก็ตามก็สามารถใช้งานได้ในขณะที่ชาร์จ โดยไม่จำเป็นต้องดับก่อนแล้วจึงชาร์จใหม่ .

6. น้ำหนักเบา

ชุดแบตเตอรี่ LiFePo4 ที่มีปริมาตรความจุเท่ากันคือ 2/3 ของปริมาตรของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด และน้ำหนักคือ 1/3 ของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว

7. การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

โดยทั่วไปชุดแบตเตอรี่ LiFePo4 จะถือว่าปราศจากโลหะหนักและโลหะหายากใดๆ (แบตเตอรี่ NiMH ต้องใช้โลหะหายาก) ปลอดสารพิษ (ผ่านการรับรอง SGS) ไม่เป็นมลภาวะ ซึ่งสอดคล้องกับกฎระเบียบ RoHS ของยุโรป สำหรับใบรับรองแบตเตอรี่สีเขียวแบบสัมบูรณ์ . ดังนั้นแบตเตอรี่ลิเธียมจึงได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมนี้ เนื่องจากคำนึงถึงสิ่งแวดล้อมเป็นหลัก

อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญบางคนกล่าวว่ามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรดส่วนใหญ่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตที่ไม่ได้รับการควบคุมขององค์กรและการรีไซเคิล ในทำนองเดียวกันแบตเตอรี่ลิเธียมที่เป็นของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่นั้นดี แต่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงปัญหามลพิษจากโลหะหนักได้ การแปรรูปวัสดุโลหะที่มีตะกั่ว สารหนู แคดเมียม ปรอท โครเมียม ฯลฯ มีแนวโน้มที่จะถูกปล่อยออกสู่ฝุ่นและน้ำ ตัวแบตเตอรี่เองนั้นเป็นสารเคมี ดังนั้นอาจมีมลพิษอยู่ 2 ประเภท ประเภทแรกคือมลพิษจากการขับถ่ายของกระบวนการทางวิศวกรรมการผลิต ประการที่สองคือมลภาวะของแบตเตอรี่หลังจากหมดอายุการใช้งาน

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตก็มีข้อเสียเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำต่ำ ความหนาแน่นของไวเบรเนียมของวัสดุแคโทดมีขนาดเล็ก และปริมาตรของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีความจุเท่ากันนั้นใหญ่กว่ากรดลิเธียมโคบอลต์และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอื่นๆ ดังนั้น มันไม่มีความได้เปรียบในแบตเตอรี่ขนาดเล็ก และสำหรับแบตเตอรี่พลังงาน แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต และแบตเตอรี่อื่นๆ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่อื่นๆ ต้องเผชิญกับปัญหาความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่