آموزشی

باتری لیتیوم آهن فسفات

باتری لیتیوم
باتری لیتیوم آهن فسفات  (LiFePO4)  باتری لیتیوم آهن فسفات  (LiFePO4) (به انگلیسی: Lithium iron phosphate battery یا lithium ferrophosphate battery) (مخفف انگلیسی: LFP battery) نوع خاصی از باتری لیتیوم-یون هستند که جزء باتری‌های قابل شارژ محسوب می شوند. باتری لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4)  دارای کاتدی از جنس لیتیم آهن فسفات (LiFePO4) است به طوری که ظرفیت ویژه ی باتری لیتیوم آهن فسفات  (LiFePO4)  خیلی بیشتر از باتری لیتیوم کبالت(LiCoO 2)  می باشد ولی در عوض ترک انرژی آن به دلیل ولتاژ کارکرد پایین آن کمتر است.از اشکال های اصلی لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4)  هدایت الکتریکی کم آن است. باتری لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4) به عنوان یک پیل الکترو شیمیایی می‌تواند ولتاژی تا حدود ۳٫۲ ولت را پشتیبانی کند.باتری‌های لیتیم-یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می‌سازند که تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتری‌های نیکل-کادمیم است. باتری‌های لیتیم-یون معمولاً برای تأمین نیروی لازم در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مورد استفاده قرار می‌گیرند. 

ویزگی های اصلی باتری لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4)

از ویژگی های این باتری می توان به موارد زیر اشاره کرد:
  • انرژی ویژه ی این باتری لیتیوم برابر 90 تا 100 وات ساعت بر کیلوگرم (Wh/kg)  ویا 400 ژول بر گرم یا کیلوژول بر کیلوگرم است .ا
  • چگالی انرژی(چگالی انرژی: به میزان انرژی ذخیره‌شده در واحد حجم «چگالی انرژی» گفته می‌شود. اگرچه گاهی از این عبارت برای اشاره به انرژی ذخیره‌شده در واحد جرم نیز استفاده می‌شود؛ اما باید توجه داشت که اصطلاح دقیق‌تر برای چنین منظوری «انرژی ویژه» (Specific Energy) است) این باتری برابر 220Wh/L ویا 790 kJ/L است.
  • توان ویژه (نسبت توان به وزن یا توان وزنی مخصوص ضریبی است که نشان می‌دهد هر اسب بخار قدرت موتور، چه میزان از وزن  را جابجا می‌کند.) برای این باتری برابر حدودا  200 W/kg است.
  • طول عمر این باتری لیتیوم از ده سال می باشد.
  • Cycle durability برای این باتری حدود 2000 سیکل می باشد
  • ولتاژ نامی سلولس این باتری برابر 3.2 ولت می باشد.

تاریخچه ی باتری های باتری لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4)

لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4) یک ماده ی معدنی از خانواده ی اولیفین (triphylite) می باشد که استفاده از آن به عنوان یک الکترود در باتری ها لتیومی قابل شارژ  برای اولین بار در مقالات منتشر شده توسط Akshaya Padhi و همکاران گروه تحقیقاتی جان ب. گودنوف در دانشگاه تگزاس در سال 1996 معرفی شد.با توجه به هزینه ی پایین ،non-toxicity ،فراوانی طبیعی آهن ،پایداری حرارتی عالی ،ویژگی های حرارتی،عملکرد الکتروشیمیایی وظرفیت خاص (170 mA · h / g یا 610 C / g) به صورت قابل توجهی مدنظر بازار امروزی قرار گرفته است .در ابتدا اصلی ترین عاملی که مانع از تجاری سازی اینم نوع باتری ها بود هدایت الکتریکی ذاتی کم این باتری ها بود که به لطف تلاش  میشل آرمند و همکارانش وبا رویکرد کاهش اندازه ی ذرات و پوشش ذرات LiFePO4 با مواد رسانایی مانند نانولوله های کربنی ،این مشکل برطرف شد.رویکرد دیگری که باعث شد این مشکل از تا حد بسیار بالایی برطرف شد توسط گروه Ming Chiang صورت گرفت به طوری که با دوپینگ LFP با کاتدی از مواد مانند آلومینیوم، نایوبیوم و زیرکونیوم این مشکل را برطرف کردند به طوری که که با حل این مشکل ،باتری لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4)  به صورت انبوهی وارد مرحله ی تولید شدند که از جمله برند ها وکمپانی های معروف جهانی که اقدامم به تولید این باتری ها کردند عبارتند از:Black and Decker’s DeWalt brand, the Fisker Karma, Daimler AG, Cessna and BAE Systems.MIT یک پوشش جدیدی را ایجاد کرده است که به یون ها اجازه می دهد تا در داخل باتری ها به راحتی حرکت بکنند. “Beltway Battery” از یک  سیستم bypass  استفاده می کند که به یون های لیتیوم اجازه می دهد تا با سرعت بسیار بالایی وارد الکترود شده والکترود را ترک کنند به طوری که این ورود وخروج با سرعت بسیار بالا به داخل الکترود باعث شارژ کامل باتری در کمتر از یک دقیقه می شود.اخیرا دانشمندان کشف کردند که که بقا پوشش دادن ذرات آهن فسفات  (LiFePO4) در مواد شیشه ای به نام لیتیوم پیرو فسفات،یون ها این توانایی را پیدا می کنند تا از کانال ها عبور بکنند وسریعتر از سایر باتری ها به حرکت در بیایند.باتری های قابل شارژ ،انرژی را توسط یون های شارژ شده ، بین الکترود وآند ذخیره می کنند ودشارژ میکنند به طوری که میزان شارژ  وتخلیه ی انرژی به میزان سرعت حرکت این یون ها بستگی دارد.چنین فناوری می تواند وزن واندازه ی باتری به میزان قابل توجهی کاهش دهد . 

مشخصات باتری لیتیوم آهن فسفات  (LiFePO4)

  1. حداقل ولتاژ دشارژ:2.5 ولت
  2. ولتاژ کاری:3تا3.3 ولت
  3. حداکثر ولتاژ شارژ:3.65 ولت
  4. تراکم انرژی حجمی:220 Wh/L یا 790 kJ/L
  5. Gravimetric energy density :بیشتر از 90 Wh/kg

موارد استفاده از لیتیم آهن فسفات  (LiFePO4)

  1. حمل و نقل
  2. سیستم های سولار و سیستم های امنیتی
  3. شارژرهای همراه (Power Bank)
  4. تجهیزات الکترونیکی( انواع موبایل و نوت بوک و تبلت ها و…)
  5. انواع موتورسیکلت های الکتریکی
  6. انواع خودروهای الکتریکی
  7. انواع منابع ذخیره انرژی الکتریکی سامانه ای تجدیدپذیر خانگی
  8. انواع منابع ذخیره ساز انرژی بادی
  9. ذخیره ساز انرژی درمراکز توزیع و انتقال نیروی برق و نیروگاه ها
  10. تامین کننده های توان پیوسته (UPS)
  11. آنتن ها و مراکز ارتباطات راه دور
  12. انواع باتری استارتری(راه انداز) لیتیومی خودرویی
  13. لامپ و چراغ های مورد استفاده کارکنان و تجهیزات معادن
  14. انواع باتری سیستم های روشنایی خورشیدی خیابان ها و جاده ها
 شما عزیزان برای کسب اطلاعات بیشتر در موردباتری های لیتیومی  میتوانید به سایت رسا صنعت مراجعه نموده وبا کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید . 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *