بطارية ليثيوم فوسفات الحديد:

بطارية ليثيوم فوسفات الحديد هي نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن والتي تحتوي على أيونات الليثيوم التي تنتقل من القطب السالب إلى القطب الموجب أثناء التفريغ وتعود إلى نقاطها الأصلية أثناء الشحن.

الشكل: مخطط لآلية عمل بطارية فوسفات الليثيوم والحديد

مميزات بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4):

أصغر وأخف وزنا: بطارية فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) أخف وزنًا من البطاريات القابلة لإعادة الشحن الأخرى نظرًا لسعتها. هذا يجعلها أكثر عملية في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المحمولة التي تُعتبر فيها المواصفات المادية، مثل الوزن وعامل الشكل، من أهم نقاط البيع. بشكل عام، يُعادل وزن بطارية الليثيوم 30% من وزن بطاريات الرصاص الحمضية.

كفاءة عالية: تتمتع معظم بطاريات الليثيوم أيون بكفاءة تزيد عن 95% (في حالة التفريغ 1C)، مما يعني أن 95% أو أكثر من الطاقة المخزنة في بطارية الليثيوم أيون تُستخدم فعليًا في حالة التفريغ 1C. على العكس، تحقق بطاريات الرصاص الحمضية كفاءة تقترب من 50% في حالة التفريغ 1C.

قدرة الشحن السريع: تتمتع بطاريات الليثيوم بقدرة شحن سريعة فائقة بطاريات الرصاص الحمضية باستخدام شاحن البطارية المناسب، يمكن شحنها بنسبة 90-100% خلال 1-3 ساعات، بينما تستغرق بطاريات الرصاص الحمضية العامة أكثر من 10-12 ساعة للشحن الكامل.

كثافة الطاقة العالية: هذه إحدى أبرز مزايا تقنية بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. مع زيادة كثافة الطاقة، تُستخدم هذه التقنية في الهواتف الذكية والمركبات الكهربائية عالية الأداء. تتراوح كثافة الطاقة النظرية لبطاريات الرصاص الحمضية بين 35 و50 واط/كجم، بينما تتراوح كثافة الطاقة لبطاريات الليثيوم عادةً بين 120 و260 واط/كجم.

عمق التفريغ: يجب تشغيل بطاريات الرصاص الحمضية حتى عمق تفريغ ٥٠٪ فقط. فبعد ذلك، قد يؤثر ذلك سلبًا على عمرها الافتراضي. في المقابل، تتحمل بطاريات الليثيوم تفريغًا عميقًا يصل إلى ٨٠٪ أو أكثر، مما يعني أنها تتميز بسعة استخدام أعلى.

التفريغ الذاتي: البطاريات القابلة لإعادة الشحن الأخرى لا تتمتع بمعدل تفريغ ذاتي جيد. نظرًا لوجود خلايا حديد الليثيوم فيها، فإن معدل التفريغ الذاتي أقل بكثير من غيرها. يبلغ حوالي 5% خلال الساعات الأربع الأولى، وينخفض إلى حوالي 1-2% شهريًا.

قليل صيانة: لا يتطلب صيانة مستمرة لمواصلة أدائه الخالي من العيوب في حين أن الرصاص الحمضي هو تقنية مجربة وموثوقة تكلف أقل، لكنها تتطلب صيانة منتظمة ولا تدوم طويلاً.

توافر التنوع: هناك عدة أنواع من خلايا أيون الليثيوم والتي يمكن استخدامها وفقًا لمتطلبات تطبيق معين.

تأثير الذاكرة من الصفر إلى المنخفض: بطارية فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) لها تأثير ذاكرة ضئيل أو معدوم. هذا التأثير شائع في بطاريات هيدريد النيكل-معدن القابلة لإعادة الشحن، مثل NiCd وNiMH.

جهد الدائرة المفتوحة العالي: تتمتع بطارية فوسفات الحديد الليثيوم بكيمياء تؤدي إلى جهد دائرة مفتوحة أعلى من البطاريات المائية الأخرى مثل بطاريات الرصاص الحمضية، وبطاريات هيدريد النيكل المعدني، وبطاريات النيكل والكادميوم.

بطارية ليثيوم فوسفات الحديد أصبحت شائعةً في نهاية المطاف، وتزايد الطلب عليها بشكل كبير في السنوات القليلة الماضية. هناك العديد من مُصنِّعي بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. الذين ينتجون هذه البطاريات لتلبية الاحتياجات حسب الطلب وسد الفجوة بين العرض والطلب. ولكن علينا أن نفهم مزايا وعيوب هذه التقنية لاختيار بطارية احتياطية مناسبة لنا.