بطاريات ليفيبو4 مقابل بطاريات ليثيوم أيون: ما هو الخيار الأفضل لك؟

تقدمت صناعة البطاريات بسرعة في السنوات الأخيرة، مما جعل التقنيات المتقدمة أكثر بأسعار معقولة.فوسفات الحديد الليثيوم (المعروف أيضا باسم LiFePO4 أو LFP) هو أحدث تطور في هذه الصناعة سريعة التغير.

وقد انخفض سعر بطارية LFP في السنوات الأخيرة وارتفعت كفاءتها بشكل كبير. وهي تتجاوز بطارية ليثيوم أيون (Li-ion) باعتبارها البطارية المفضلة في العديد من التطبيقات.بما في ذلك الطاقة خارج الشبكة والطاقة الشمسية وحتى المركبات الكهربائية.

بطاريات LiFePO4 مشابهة للبطاريات الليثيوم أيون ولكن لديها مزايا كبيرة تجعلها الخيار المثالي لحلول الطاقة الاحتياطية للاستهلاك.

كيف تختلف كيمياء بطاريات LiFePO4 و بطاريات ليثيوم أيون؟

بطاريات LiFePO4 و Li-ion هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن تستخدم أيونات الليثيوم لاستغلال الطاقة الكهربائية وإطلاقها. على الرغم من أنها متشابهة في نواح كثيرة، إلا أنها تظهر أيضا بعض الاختلافات البارزة.

بطاريات LiFePO4 (فوسفات الحديد الليثيوم)

بطاريات LiFePO4 هي نوع فرعي من بطاريات ليثيوم أيون تستخدم كيمياء فريدة لتوفير مزايا على تقنيات الليثيوم ذات الصلة.فهي تصبح شائعة بشكل متزايد في حلول الطاقة خارج الشبكة والطاقة الاحتياطية مثل مجموعة الطاقة Redway.

تحصل أجهزة LFP على اسمها من التكوين الكيميائي للقسطرة ، والتي تتكون من فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4).الالكتروليت هو ملح الليثيوم في محلول عضوي.

توفر كيمياء LiFePO4 ميزات سلامة محسنة مقارنة بأيونات الليثيوم. يخلق وجود ذرات الحديد والفوسفور والأكسجين في الكاثود روابط مكافئة قوية.النتيجة هي أن البطارية هي أكثر استقرارا وأقل عرضة لفرار الحرارية ومشاكل ارتفاع درجة الحرارة.

والأهم من ذلك، أن بطاريات LiFePO4 لا تستخدم النيكل أو الكوبالت، وهما معدنان في إمدادات متناقصة وغالبًا ما يكون مصدرها مشكوك فيه.

بطاريات ليثيوم أيون

تتكون بطاريات ليثيوم أيون من مجموعة متنوعة من التركيبات الكيميائية، بما في ذلك فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) ، أكسيد الليثيوم المنغنيز (LMO) ، وأكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2).

كل هذه البطاريات لها ثلاثة مكونات أساسية: كاثود، وآيد، وكهربائي. الكهربائي لهذه البطاريات هو ملح الليثيوم، في حين أن الأند هو الكربون.الكاثود هو المكان الذي تختلف فيه الكيمياء

تتكون من أحد أكسيدات الليثيوم المعدنية التي تعطي لهم أسمائهم.

عملية الشحن والتفريغ هي نفسها لكل هذه. عندما تتحرك أيونات الليثيوم من الكاثود إلى الأندود ، تنتقل الإلكترونات في الاتجاه المعاكس.هذه الحركة تخلق تيار كهربائي.

بطاريات ليفيبو4 مقابل بطاريات ليثيوم أيون: كيف تقارن؟

السلامة

بطاريات LiFePO4 أكثر أمانًا من بطاريات ليثيوم أيون بسبب الروابط المشتركة القوية بين ذرات الحديد والفوسفور والأكسجين في الكاثود.الروابط تجعلهم أكثر استقراراً وأقل عرضة للانفصال الحراري والإفراط في الحرارة، قضايا أدت إلى بطاريات ليثيوم أيون التي لديها سمعة لخطر أعلى من حرائق البطارية.

الاستقرار هو السبب في أن بطاريات الطاقة الشمسية هي المعيار في تطبيقات الطاقة الشمسية خارج الشبكة. عندما تكون البطاريات في المنزل ، لا توجد مجال للخطأ فيما يتعلق بالتحمية الزائدة وغيرها من المشكلات.يمكن لأصحاب المنازل تخزين بطارية LiFePO4 بثقة في المنزل دون القلق بشأن مشاكل السلامة من الحرائق.

كثافة الطاقة

بطاريات الليثيوم أيون عادة ما يكون لها كثافة طاقة أعلى من بطاريات LFP. كثافة طاقة البطارية هي مقياس لكمية الطاقة التي يمكن تخزينها لكل وحدة من الحجم أو الوزن.يمكن للبطاريات الليثيوم أيون تخزين طاقة أكثر لكل وحدة حجم أو وزن من بطاريات LFP.

على سبيل المثال ، فإن كثافة الطاقة للبطارية الليثيوم أيونية النموذجية حوالي 45-120Wh لكل رطل (100-265Wh لكل كيلوغرام) ، في حين أن كثافة الطاقة للبطارية LiFePO4 حوالي 40-55Wh لكل رطل (90-120Wh لكل كيلوغرام).نطاق كثافة الطاقة الموسعة للبطاريات الليثيوم أيون يرجع إلى هذه الإحصاءات التي تشمل جميع أنواع بطاريات ليثيوم أيون، بما في ذلك التقنيات المناسبة فقط للسيارات الكهربائية والتطبيقات الأخرى.

بالنسبة لحلول الطاقة خارج الشبكة ، لا يزال LiFePO4 متفوقًا ، حتى عند النظر في كثافة الطاقة المنخفضة قليلاً. هذا الاختلاف ضئيل مع الانتقال إلى حلول الطاقة الثابتة الأكبر.مثلاً، أدوات الطاقة EcoFlow هي حلول البطارية التي يمكن تعيينها ونسيانها. لن تلاحظ اختلافًا طفيفًا في كثافة الطاقة.

الوزن

وزن بطارية البطارية له علاقة مع كثافة الطاقة ، كما ذكر أعلاه. قد يزن بطارية البطارية LiFePO4 أكثر قليلاً من بطاريات ليثيوم أيون مماثلة ،في حين أن بعض أجهزة التشغيل الخفيفة قد تكون أخف بسبب المعادن المستخدمة في بناءها أخف.

في كلتا الحالتين، فإن أي اختلاف طفيف في الوزن يتلاشى في ضوء المزايا الهائلة الأخرى لـ LFPs.

لم تعد بطاريات ليثيوم أيون ذات كثافة طاقة أعلى مثل النيكل الكوبالت الألومنيوم (NCA) والنيكل الكوبالت المانغنيز (NCM) تعتبر مثالية للتطبيقات خارج الشبكة والطاقة الشمسية.حلول الطاقة المنزلية تستخدم بأمان أكبر، تقنيات أطول مدة مثل LiFePO4 بطارية أكثر أمانًا أكثر أهمية من اختلاف طفيف في الوزن.

لا تزال المحطات الخفيفة الخفيفة خفيفة بشكل لا يصدق، بالنظر إلى كمية الطاقة التي يحملونها محطة الطاقة المحمولة "ريدواي 2" تحتوي على 1024 واط من طاقة التخزين.يزن 12 كيلوغراماً فقط ‬ خفيف بما يكفي لحمله في جميع أنحاء المنزل أو رمي في مؤخرة السيارة.

نطاق الحرارة

توفر بطاريات LiFePO4 نطاقًا أوسع من درجات الحرارة التشغيلية. يمكنها العمل بشكل جيد في درجات الحرارة التي تتراوح من -4 درجة فهرنهايت (-20 درجة مئوية) إلى 140 درجة فهرنهايت (60 درجة مئوية).

على النقيض من ذلك، البطاريات الليثيوم أيون لديها نطاق درجة حرارة أصغر بكثير من 32 ° F (0 ° C) إلى 113 ° F (45 ° C).يحتاج المستخدمون إلى تخزين بطاريات الليثيون في أماكن ذات تكييف معتدل أثناء الشتاء أو حرارة الصيف.

بطاريات LiFePO4 آمنة لتخزينها في المنزل، الحظيرة، المرآب، أو أي مساحة داخلية أخرى دون تكييف الهواء.مما يتيح لك المزيد من الخيارات لتحديد موقع البطارية دون تلف محتمل أو انخفاض الكفاءة.

مدة الحياة

يمكن للعديد من بطاريات الليثيوم أيون أن تمر بنحو 500 دورة شحن وتفريغ قبل أن تتدهور في الأداء.بطاريات LiFePO4 يمكن أن تمر عبر الآلاف من الدورات قبل أن تبدأ أدائها في الانخفاض.

على سبيل المثال ، محطة الطاقة المحمولة Redway Pro لديها دورة شحن محددة من 6500 دورة قبل أن تصل إلى 50٪ من السعة.

هذا العمر الطويل يعني أن LiFePO4 سوف يقلل من التأثير البيئي الناجم عن النفايات الإلكترونية. كما أن نقص النيكل والكوبالت يجعلها أكثر صديقة للبيئة.

يمكنك استخدام بطارية LFP لمدة أطول بـ 5 أو 6 أضعاف من طراز الليثيوم أيون، ولن تضيع المال على الاستبدال.

التكلفة

يمكن أن تختلف التكلفة لكل واط ساعة من بطاريات LiFePO4 و Li-ion بشكل كبير اعتمادًا على الشركة المصنعة ، وطلب السوق ، والقدرة. بطاريات LiFePO4 لا تستخدم النيكل أو الكوبالت ،المواد التي يمكن أن تتقلب بشكل كبير في العرض والسعر.

لا تزال بطارية LiFePO4 كيمياء جديدة نسبيًا ، مما يعني أن هناك عددًا أقل من الشركات المصنعة وأقل إمدادات ، مما يمكن أن يجعل بطاريات LiFePO4 أكثر تكلفة قليلاً.

ومع ذلك، من الممكن العثور على خيارات بأسعار معقولة لبطاريات LFP.

حتى لو كان هناك تكلفة أعلى قليلا من حزم البطاريات الليثيوم أيون المقارنة، ومزايا LFP تفوق الفرق في السعر. أي تكاليف إضافية تذهب نحو زيادة السلامة، ومدة الحياة أطول،وغيرها من الفوائد الثمينة.

معدل الإفراج الذاتي

بطاريات LiFePO4 لديها معدل تفريغ ذاتي يبلغ حوالي 1-3٪ في الشهر ، اعتمادًا على الاستخدام ودرجة الحرارة وعوامل أخرى.معدل التفريغ الذاتي المنخفض يعني أنه يمكنك ترك البطارية في التخزين لأشهرسوف لا تزال توفر طاقة كبيرة حتى بعد فترة من عدم الاستخدام.

لمتابعة أفضل الممارسات، قم بتحميل بطاريتك كل بضعة أشهر على الأقل للحفاظ على تحسين استخدامها.

الجهد

بطاريات LiFePO4 لديها جهد اسمي أقل من بطاريات ليثيوم أيون، عادة حوالي 3.2 فولت لكل خلية، مقارنة مع 3.6 فولت إلى 3.7 فولت لكل خلية للبطاريات ليثيوم أيون.

يمكن أن يؤثر الجهد على تصميم حزم البطارية ومتطلبات الجهد للأجهزة التي تستخدمها.

بطاريات ليفيبو4 مقابل بطاريات ليثيوم أي منها مناسب لك؟

إذا كنت تريد أن تستثمر في بنك بطارية يمكنك استخدامها خارج الشبكة بانتظام، LiFePO4 هو الخيار الصحيح.ميزات السلامة الإضافية وحدها تجعل الاستثمار يستحق الاستثمار لن تضطر إلى القلق بشأن مخاطر الهروب الحراري والإفراط في الحرارة المرتبطة ببطاريات ليثيوم أيون.

فمدة العمر الطويلة تجعل بطاريات LFP أيضاً رائدة واضحة.ستظل بطاريات LiFePO4 تعمل بعد فترة طويلة من انتهاء عمر بطاريات ليثيوم أيون مماثلةسوف توفر لنفسك المال على المدى الطويل وتقلل من نفايات البطارية الإلكترونية.

بالإضافة، يمكنك تحويل أي محطة كهرباء محمولة لـ (ليفيبو 4) من (ريدواي) إلى مولد شمسي بإضافة لوحة شمسية واحدة أو أكثر

الأسئلة الشائعة

هل بطارية ليثيوم أيون هي نفسها بطارية ليثيوم حديد؟

لا، البطارية الليثيوم أيون (Li-ion) تختلف عن بطارية الليثيوم الحديد الفوسفات (LiFePO4) ، حيث تشارك البطاريتين بعض أوجه التشابه، لكنها تختلف في الأداء وطول العمر والتركيب الكيميائي.بطاريات LiFePO4 معروفة بعمرها الطويل، زيادة الاستقرار الحراري، وتحسين السلامة. بطاريات LiFePO4 أيضا لا تستخدم النيكل أو الكوبالت.

هل ليفبو4 أفضل من ليثيوم أيون؟

في معظم النواحي ، تكون بطاريات LiFePO4 أفضل من بطاريات ليثيوم أيون المقارنة. بطاريات الليثيوم الحديد الفوسفات أقل عرضة للاحتراق والهروب الحراري ، مما يجعلها أكثر أمانًا للاستخدام المنزلي.بالإضافة، حياة دورة أطول تعني أن بطاريات LiFePO4 سوف تتجاوز بطاريات ليثيوم أيون لمدة تزيد عن خمس مرات.

أفكار نهائية

LiFePO4 هو نوع فرعي من بطارية ليثيوم أيون التي تحسن السلامة ، والعمر ، ومجموعة درجات الحرارة المثلى لحلول الطاقة خارج الشبكة.وهي الخيار الواضح لأي شخص يرغب في توفير الطاقة للأجهزة والأجهزة خارج الشبكة مع توفير التكاليف على المدى الطويل والحد من التأثير البيئي.