باتری‌های لیتیوم-یونی تقریباً در هر گجتی که دارید، وجود دارند. از گوشی‌های هوشمند گرفته تا خودروهای برقی، این باتری‌ها دنیا را تغییر داده‌اند. با این حال، باتری‌های لیتیوم-یونی دارای فهرست قابل توجهی از معایب هستند که فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) را به انتخاب بهتری تبدیل می‌کند.

باتری‌های LiFePO4 چه تفاوتی با هم دارند؟

به طور دقیق، باتری‌های LiFePO4 نیز باتری‌های لیتیوم-یونی هستند. انواع مختلفی از ترکیبات شیمیایی باتری لیتیوم وجود دارد و باتری‌های LiFePO4 از فسفات آهن لیتیوم به عنوان ماده کاتد (سمت منفی) و یک الکترود کربن گرافیتی به عنوان آند (سمت مثبت) استفاده می‌کنند.

باتری‌های LiFePO4 کمترین چگالی انرژی را در بین انواع باتری‌های لیتیوم-یونی فعلی دارند، بنابراین برای دستگاه‌هایی مانند گوشی‌های هوشمند که فضای محدودی دارند، مطلوب نیستند. با این حال، این بده بستان چگالی انرژی چند مزیت جالب دارد.

مزایای باتری‌های LiFePO4

یکی از معایب اصلی باتری‌های لیتیوم-یونی رایج این است که پس از چند صد چرخه شارژ، شروع به فرسوده شدن می‌کنند. به همین دلیل است که گوشی شما پس از دو یا سه سال، حداکثر ظرفیت خود را از دست می‌دهد.

باتری‌های LiFePO4 معمولاً حداقل ۳۰۰۰ چرخه شارژ کامل را قبل از شروع به از دست دادن ظرفیت ارائه می‌دهند. باتری‌های با کیفیت بهتر که در شرایط ایده‌آل کار می‌کنند می‌توانند از ۱۰۰۰۰ چرخه نیز فراتر روند. این باتری‌ها همچنین ارزان‌تر از باتری‌های پلیمری لیتیوم-یونی، مانند باتری‌های موجود در تلفن‌ها و لپ‌تاپ‌ها هستند.

در مقایسه با نوع رایج باتری لیتیومی، یعنی لیتیوم نیکل منگنز کبالت (NMC)، باتری‌های LiFePO4 هزینه کمی پایین‌تری دارند. در کنار طول عمر بیشتر LiFePO4، آنها به طور قابل توجهی ارزان‌تر از جایگزین‌های خود هستند.

علاوه بر این، باتری‌های LiFePO4 نیکل یا کبالت ندارند. هر دوی این مواد کمیاب و گران هستند و مسائل زیست‌محیطی و اخلاقی در مورد استخراج آنها وجود دارد. این امر باتری‌های LiFePO4 را به نوعی باتری سبزتر تبدیل می‌کند که با مواد تشکیل‌دهنده‌شان تضاد کمتری دارد.

آخرین مزیت بزرگ این باتری‌ها، ایمنی نسبی آنها در مقایسه با سایر باتری‌های لیتیومی با ترکیبات شیمیایی مختلف است. بدون شک در مورد آتش گرفتن باتری‌های لیتیومی در دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های هوشمند و تخته‌های تعادل خوانده‌اید.

باتری‌های LiFePO4 ذاتاً پایدارتر از سایر انواع باتری‌های لیتیومی هستند. آنها سخت‌تر آتش می‌گیرند، دماهای بالاتر را بهتر تحمل می‌کنند و مانند سایر باتری‌های لیتیومی تجزیه نمی‌شوند.

چرا الان این باتری‌ها را می‌بینیم؟

ایده باتری‌های LiFePO4 اولین بار در سال ۱۹۹۶ منتشر شد، اما تا سال ۲۰۰۳ که این باتری‌ها به لطف استفاده از نانولوله‌های کربنی واقعاً به بازار عرضه شدند، به واقعیت تبدیل نشدند. از آن زمان، مدتی طول کشید تا تولید انبوه افزایش یابد، هزینه‌ها رقابتی شوند و بهترین موارد استفاده برای این باتری‌ها مشخص شود.

تنها در اواخر دهه ۲۰۱۰ و اوایل دهه ۲۰۲۰ بود که محصولات تجاری که به طور برجسته‌ای از فناوری LiFePO4 بهره می‌بردند، در قفسه‌های فروشگاه‌ها و سایت‌هایی مانند آمازون در دسترس قرار گرفتند.

چه زمانی LiFePO4 را در نظر بگیریم؟

باتری‌های LiFePO4 به دلیل چگالی انرژی پایین‌تر، انتخاب خوبی برای فناوری‌های قابل حمل نازک و سبک نیستند. بنابراین، حداقل فعلاً آنها را در تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها یا لپ‌تاپ‌ها نخواهید دید.

با این حال، وقتی صحبت از دستگاه‌هایی می‌شود که مجبور نیستید با خود حمل کنید، آن چگالی پایین‌تر ناگهان اهمیت بسیار کمتری پیدا می‌کند. اگر به دنبال خرید یک UPS (منبع تغذیه بدون وقفه) برای روشن نگه داشتن روتر یا ایستگاه کاری خود در هنگام قطع برق هستید، LiFePO4 انتخاب بسیار خوبی است.

در واقع، LiFePO4 در حال تبدیل شدن به گزینه‌ی ترجیحی برای کاربردهایی است که باتری‌های سرب-اسید مانند باتری‌هایی که در خودروها استفاده می‌کنیم، به طور سنتی انتخاب بهتری بوده‌اند. این شامل ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی خانگی یا پشتیبان‌گیری از برق متصل به شبکه می‌شود. باتری‌های سرب-اسید سنگین‌تر، کم‌انرژی‌تر، طول عمر بسیار کوتاه‌تر، سمی‌تر هستند و نمی‌توانند دشارژهای عمیق مکرر را بدون تخریب تحمل کنند.

وقتی دستگاه‌های خورشیدی مانند چراغ‌های خورشیدی می‌خرید و می‌توانید از LiFePO4 استفاده کنید، تقریباً همیشه انتخاب درستی است. این دستگاه می‌تواند سال‌ها بدون نیاز به تعمیر و نگهداری کار کند.