چیست؟آهن لیتیومباتری؟ مقدمه‌ای بر اصل کار و مزایای باتری لیتیوم آهن

باتری لیتیوم-آهن نوعی باتری از خانواده باتری‌های لیتیومی است. نام کامل آن باتری لیتیوم-آهن-فسفات لیتیوم-یون است. ماده کاتدی آن عمدتاً لیتیوم-آهن-فسفات است. از آنجا که عملکرد آن به ویژه برای کاربردهای قدرتی مناسب است، به آن «باتری لیتیوم-آهن-قدرت» نیز گفته می‌شود (از این پس «باتری لیتیوم-آهن» نامیده می‌شود).

اصل کار باتری آهن لیتیوم (LiFePO4)
ساختار داخلی باتری LiFePO4: LiFePO4 با ساختار الیوین در سمت چپ به عنوان قطب مثبت باتری استفاده می‌شود که توسط فویل آلومینیومی به قطب مثبت باتری متصل شده است. در وسط یک دیافراگم پلیمری قرار دارد که قطب مثبت را از قطب منفی جدا می‌کند. با این حال، یون لیتیوم Li+ می‌تواند از آن عبور کند اما الکترون نمی‌تواند. در سمت راست قطب منفی باتری متشکل از کربن (گرافیت) قرار دارد که توسط فویل مسی به قطب منفی باتری متصل شده است. الکترولیت باتری بین انتهای بالایی و پایینی باتری قرار دارد و باتری توسط یک پوسته فلزی آب‌بندی شده است.

وقتی باتری LiFePO4 شارژ می‌شود، یون لیتیوم Li+ در الکترود مثبت از طریق غشای پلیمری به الکترود منفی مهاجرت می‌کند؛ در طول فرآیند دشارژ، یون لیتیوم Li+ در الکترود منفی از طریق دیافراگم به الکترود مثبت مهاجرت می‌کند. باتری لیتیوم-یون به دلیل مهاجرت یون‌های لیتیوم در طول شارژ و دشارژ نامگذاری شده است.

عملکرد اصلی باتری LiFePO4
ولتاژ اسمی باتری LiFePO4 برابر با 3.2 ولت، ولتاژ شارژ نهایی 3.6 ولت و ولتاژ دشارژ نهایی 2.0 ولت است. با توجه به کیفیت و فرآیند متفاوت مواد الکترود مثبت و منفی و مواد الکترولیت مورد استفاده توسط تولیدکنندگان مختلف، عملکرد آنها تا حدودی متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، ظرفیت باتری در مدل مشابه (باتری استاندارد در همان بسته) کاملاً متفاوت است (10٪ ~ 20٪).

مزایای استفاده ازباتری لیتیوم آهن
در مقایسه با باتری‌های سرب-اسید سنتی، باتری‌های لیتیوم-یونی مزایای قابل توجهی در ولتاژ کاری، چگالی انرژی، طول عمر چرخه‌ای و غیره دارند. در مقایسه با باتری سرب-اسید سنتی، این باتری‌ها مزایای زیر را دارند: چگالی انرژی بالا، ایمنی قوی، عملکرد خوب در دمای بالا، توان خروجی بالا، طول عمر چرخه‌ای طولانی، وزن سبک، صرفه‌جویی در هزینه تقویت موتورخانه، اندازه کوچک، طول عمر باتری بالا، ایمنی خوب و غیره.