ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคืออะไร?

เป็นความเข้าใจผิดทั่วไปว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในความเป็นจริง มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายประเภท และลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นเพียงหนึ่งในนั้น

มาดูกันว่าลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคืออะไรกันแน่ เหตุใดจึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับแบตเตอรี่บางประเภท และเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอื่นๆ ได้อย่างไร

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคืออะไร?

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นสารประกอบทางเคมี LiFePO4 หรือเรียกสั้น ๆ ว่า “LFP”LFP นำเสนอประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าที่ดี ความต้านทานต่ำ และเป็นหนึ่งในวัสดุแคโทดที่ปลอดภัยและเสถียรที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคืออะไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประเภทหนึ่งที่ใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทดเพื่อเก็บลิเธียมไอออนโดยทั่วไปแบตเตอรี่ LFP จะใช้กราไฟท์เป็นวัสดุแอโนดองค์ประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่ LFP ทำให้มีพิกัดกระแสไฟสูง มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี และมีอายุการใช้งานยาวนาน

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตส่วนใหญ่มีเซลล์แบตเตอรี่สี่เซลล์ต่ออนุกรมกันแรงดันไฟฟ้าปกติของเซลล์แบตเตอรี่ LFP คือ 3.2 โวลต์การเชื่อมต่อเซลล์แบตเตอรี่ LFP สี่เซลล์แบบอนุกรมส่งผลให้ได้แบตเตอรี่ 12 โวลต์ซึ่งเป็นตัวเลือกทดแทนที่ดีเยี่ยมสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด 12 โวลต์จำนวนมาก

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเทียบกับประเภทลิเธียมไอออนทางเลือก

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นเพียงหนึ่งในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายประเภทการเปลี่ยนสารประกอบทางเคมีสำหรับแคโทดจะทำให้เกิดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดต่างๆตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LCO), ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LMO), ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์อลูมิเนียมออกไซด์ (NCA), ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC) และลิเธียมไททาเนต (LTO)

แบตเตอรี่แต่ละประเภทมีจุดแข็งและจุดอ่อนที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันเมื่อดูคุณสมบัติหลักของแบตเตอรี่ประเภทนี้ เราจะเห็นว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอยู่ที่ใดและเหมาะกับการใช้งานประเภทใดมากที่สุด

ความหนาแน่นของพลังงาน

แบตเตอรี่ LFP มีอัตราพลังงานจำเพาะที่สูงที่สุดในบรรดาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประเภทอื่นๆกล่าวอีกนัยหนึ่ง กำลังไฟฟ้าจำเพาะสูงหมายความว่าแบตเตอรี่ LFP สามารถส่งกระแสไฟฟ้าและพลังงานในปริมาณสูงได้โดยไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป

ในทางกลับกัน สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าแบตเตอรี่ LFP มีระดับพลังงานจำเพาะต่ำที่สุดระดับหนึ่งพลังงานจำเพาะต่ำหมายความว่าแบตเตอรี่ LFP มีความจุพลังงานต่อน้ำหนักน้อยกว่าตัวเลือกลิเธียมไอออนอื่นๆโดยทั่วไปจะไม่ใช่เรื่องใหญ่ เนื่องจากการเพิ่มความจุของแบตเตอรีสามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อแบตเตอรี่หลายก้อนแบบขนานสิ่งนี้อาจไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความหนาแน่นของพลังงานสูงในพื้นที่ที่มีแสงน้อยมาก เช่น รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่

วงจรชีวิตของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอายุการใช้งานเริ่มต้นที่ประมาณ 2,000 รอบการคายประจุเต็ม และจะเพิ่มขึ้นตามความลึกของการคายประจุเซลล์และระบบการจัดการแบตเตอรี่ภายใน (BMS) ที่ใช้ใน Dragonfly Energy ได้รับการทดสอบมากกว่า 5,000 รอบการคายประจุจนเต็ม โดยยังคงรักษาความจุ 80% ของแบตเตอรี่เดิมได้

LFP เป็นอันดับสองรองจากลิเธียมไททาเนตในช่วงอายุการใช้งานอย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ LTO เป็นตัวเลือกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีราคาแพงที่สุดในอดีต ซึ่งทำให้มีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่

อัตราการคายประจุ

อัตราการคายประจุวัดจากความจุหลายเท่าของแบตเตอรี่ ซึ่งหมายความว่าอัตราการคายประจุ 1C สำหรับแบตเตอรี่ 100Ah จะเป็น 100A ต่อเนื่องกันแบตเตอรี่ LFP ที่มีจำหน่ายทั่วไปมักมีระดับการคายประจุต่อเนื่องที่ 1C แต่สามารถเกินระดับนี้ได้ในช่วงเวลาสั้นๆ ขึ้นอยู่กับระบบการจัดการแบตเตอรี่

โดยทั่วไปเซลล์ LFP จะสามารถปล่อยอุณหภูมิ 25C ในช่วงเวลาสั้นๆ ได้อย่างปลอดภัยความสามารถในการเกิน 1C ช่วยให้คุณสามารถใช้แบตเตอรี่ LFP ในแอปพลิเคชันที่มีกำลังสูงซึ่งอาจมีการพุ่งสูงขึ้นในการสตาร์ทเครื่องในปัจจุบัน

อุณหภูมิในการทำงาน

แบตเตอรี่ LFP จะไม่เข้าสู่สภาวะหนีความร้อนจนกว่าจะมีอุณหภูมิประมาณ 270 องศาเซลเซียสเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลือกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปอื่นๆ แบตเตอรี่ LFP มีขีดจำกัดอุณหภูมิในการทำงานสูงสุดเป็นอันดับสอง

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเกินขีดจำกัดอุณหภูมิทำให้เกิดความเสียหายและอาจนำไปสู่ความเสียหายได้หนีความร้อนซึ่งอาจส่งผลให้เกิดเพลิงไหม้ได้ขีดจำกัดการทำงานที่สูงของ LFP จะลดโอกาสของเหตุการณ์ความร้อนหนีออกไปได้อย่างมากเมื่อใช้ร่วมกับ BMS คุณภาพสูงเพื่อปิดเซลล์ก่อนสภาวะเหล่านี้ (ที่ประมาณ 57 องศาเซลเซียส) LFP จึงมีข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยที่สำคัญ

ข้อดีด้านความปลอดภัย

แบตเตอรี่ LFP เป็นหนึ่งในสารเคมีที่มีความเสถียรในบรรดาตัวเลือกลิเธียมไอออนทั้งหมดความเสถียรนี้ทำให้เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ปลอดภัยที่สุดสำหรับการใช้งานทั้งสำหรับผู้ใช้ทั่วไปและในอุตสาหกรรม

ตัวเลือกเดียวที่ปลอดภัยเมื่อเปรียบเทียบกันคือลิเธียมไททาเนต ซึ่งโดยทั่วไปจะมีราคาที่ห้ามใช้และไม่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องในสถานการณ์ส่วนใหญ่สำหรับการเปลี่ยน 12V

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีให้เลือกมากมายข้อได้เปรียบเหนือแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบเดิม.สิ่งที่น่าสังเกตมากที่สุดก็คือแบตเตอรี่ LFP มีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดประมาณสี่เท่าคุณสามารถรอบลึกแบตเตอรี่ LFP ซ้ำๆ ได้โดยไม่ทำให้แบตเตอรี่เสียหายนอกจากนี้ยังชาร์จได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดถึง 5 ก้อน

ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงนี้ทำให้มีระยะเวลาการทำงานนานขึ้นพร้อมทั้งช่วยลดน้ำหนักของระบบแบตเตอรี่ไปพร้อมๆ กัน

ปฏิกิริยาทางเคมีภายในแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทำให้เกิดก๊าซขาด ซึ่งกำหนดให้ผู้ใช้ต้องระบายแบตเตอรี่และเติมน้ำเป็นระยะๆหากไม่ได้เก็บแบตเตอรี่ตั้งตรง สารละลายกรดอาจรั่ว ทำให้แบตเตอรี่เสียหายและทำให้เลอะเทอะได้หรือแบตเตอรี่ LFP ไม่ใช้แก๊สและไม่จำเป็นต้องระบายอากาศหรือเติมใหม่ยิ่งไปกว่านั้น คุณยังสามารถติดตั้งมันในทิศทางใดก็ได้

แบตเตอรี่ LFP มีราคาแพงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดในตอนแรกอย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานที่ยาวนานของแบตเตอรี่ LFP จะช่วยรักษาสมดุลของค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงในกรณีส่วนใหญ่ แบตเตอรี่ LFP จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 5-10 เท่า ส่งผลให้ประหยัดต้นทุนโดยรวมได้อย่างมาก

สุดยอดแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสำหรับการเปลี่ยนการใช้งานแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้เลือกหลายรุ่น และบางรุ่นมีแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเกินคุณภาพในบางประเภทประสิทธิภาพด้วยซ้ำอย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงการเปลี่ยนแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด 12 โวลต์ LFP คือตัวเลือกที่ดีที่สุด

สาเหตุหลักก็คือแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ที่ระบุสำหรับลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคือ 3.2 โวลต์แรงดันไฟฟ้าปกติของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12 โวลต์คือประมาณ 12.7 โวลต์ดังนั้น การเดินสายไฟสี่เซลล์แบบอนุกรมภายในแบตเตอรี่จะให้พลังงาน 12.8 โวลต์ (4 x 3.2 = 12.8) ซึ่งเกือบจะสมบูรณ์แบบ!ไม่สามารถใช้ได้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประเภทอื่น

นอกเหนือจากการจับคู่แรงดันไฟฟ้าที่เกือบจะสมบูรณ์แบบแล้ว LFP ยังมีข้อได้เปรียบอื่นๆ ในการทดแทนกรดตะกั่วตามที่กล่าวไว้ข้างต้น แบตเตอรี่ LFP มีอายุการใช้งานยาวนาน เสถียร ปลอดภัย ทนทาน น้ำหนักเบา และมีความหนาแน่นของพลังงานสูงทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานหลายอย่าง!สิ่งต่างๆเช่นมอเตอร์หลอก,รถบ้าน,รถกอล์ฟและการใช้งานอื่นๆ อีกมากมายที่แต่ก่อนต้องใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แบตเตอรี่ Dragonfly Energy และ Battle Born ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ดีที่สุดบางส่วนที่มีอยู่ได้รับการออกแบบและประกอบในสหรัฐอเมริกาอย่างภาคภูมิใจด้วยวัสดุคุณภาพสูงสุดที่มีอยู่นอกจากนี้ แบตเตอรี่แต่ละก้อนยังได้รับการทดสอบอย่างเข้มงวดและอยู่ในรายการ UL

แบตเตอรี่แต่ละก้อนยังมีแบตเตอรี่ในตัวระบบการจัดการแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทำงานได้อย่างปลอดภัยภายใต้ทุกสภาวะแบตเตอรี่ Dragonfly Energy และ Battle Born มีแบตเตอรี่หลายพันรายการติดตั้งและใช้งานได้อย่างปลอดภัยในการใช้งานต่างๆ มากมายทั่วโลก

คุณรู้แล้วตอนนี้

โดยสรุป ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นเพียงหนึ่งในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประเภทต่างๆ ที่มีอยู่มากมายอย่างไรก็ตาม ชุดคุณลักษณะเฉพาะที่ประกอบเป็นแบตเตอรี่ LFP ทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมแทนแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12 โวลต์ในอดีต