Baterie litowo-jonowe znajdują się w niemal każdym posiadanym przez Ciebie urządzeniu. Od smartfonów po samochody elektryczne, baterie te zmieniły świat. Jednak baterie litowo-jonowe mają pokaźną listę wad, które sprawiają, że baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4) są lepszym wyborem.

Czym różnią się baterie LiFePO4?

Ściśle rzecz biorąc, akumulatory LiFePO4 są również akumulatorami litowo-jonowymi. Istnieje kilka różnych wariantów składu chemicznego akumulatorów litowych, a akumulatory LiFePO4 wykorzystują fosforan litowo-żelazowy jako materiał katody (strona ujemna) oraz grafitowo-węglową elektrodę jako anodę (strona dodatnia).

Akumulatory LiFePO4 charakteryzują się najniższą gęstością energii spośród obecnych typów akumulatorów litowo-jonowych, dlatego nie są pożądane w urządzeniach o ograniczonej przestrzeni, takich jak smartfony. Jednak ten kompromis w zakresie gęstości energii niesie ze sobą kilka istotnych zalet.

Zalety akumulatorów LiFePO4

Jedną z głównych wad popularnych baterii litowo-jonowych jest to, że zużywają się po kilkuset cyklach ładowania. Dlatego telefon traci swoją maksymalną pojemność po dwóch lub trzech latach.

Akumulatory LiFePO4 zazwyczaj wytrzymują co najmniej 3000 pełnych cykli ładowania, zanim zaczną tracić pojemność. Akumulatory lepszej jakości, pracujące w idealnych warunkach, mogą przekroczyć 10 000 cykli. Są one również tańsze niż akumulatory litowo-jonowo-polimerowe, takie jak te stosowane w telefonach i laptopach.

W porównaniu do popularnego typu baterii litowej, niklowo-manganowo-kobaltowej (NMC)-litowej, baterie LiFePO4 są nieco tańsze. W połączeniu z dłuższą żywotnością LiFePO4, są one znacznie tańsze od alternatywnych rozwiązań.

Ponadto akumulatory LiFePO4 nie zawierają niklu ani kobaltu. Oba te materiały są rzadkie i drogie, a ich wydobycie wiąże się z problemami ekologicznymi i etycznymi. Dzięki temu akumulatory LiFePO4 są bardziej ekologiczne i mniej konfliktogenne pod względem materiałów, z których są wykonane.

Ostatnią dużą zaletą tych baterii jest ich względne bezpieczeństwo w porównaniu z innymi rodzajami baterii litowych. Z pewnością czytałeś o pożarach baterii litowych w urządzeniach takich jak smartfony i deski balansowe.

Akumulatory LiFePO4 są z natury bardziej stabilne niż inne rodzaje akumulatorów litowych. Są trudniejsze do zapalenia, lepiej znoszą wyższe temperatury i nie ulegają rozkładowi, jak ma to miejsce w przypadku innych związków litu.

Dlaczego teraz widzimy te baterie?

Pomysł na baterie LiFePO4 został po raz pierwszy opublikowany w 1996 roku, ale dopiero w 2003 roku, dzięki zastosowaniu nanorurek węglowych, baterie te stały się w pełni opłacalne. Od tego czasu minęło trochę czasu, zanim produkcja masowa wzrosła, koszty stały się konkurencyjne, a najlepsze zastosowania tych baterii stały się jasne.

Dopiero pod koniec lat 2010. i na początku lat 2020. produkty komercyjne wykorzystujące technologię LiFePO4 pojawiły się na półkach sklepowych i w serwisach takich jak Amazon.

Kiedy rozważyć LiFePO4

Ze względu na niższą gęstość energii, akumulatory LiFePO4 nie są dobrym wyborem dla cienkich i lekkich technologii przenośnych. Dlatego nie zobaczymy ich w smartfonach, tabletach ani laptopach. Przynajmniej na razie.

Jednak w przypadku urządzeń, których nie trzeba nosić przy sobie, ta niższa gęstość nagle traci na znaczeniu. Jeśli szukasz UPS-a (zasilacza awaryjnego), aby podtrzymać działanie routera lub stacji roboczej podczas awarii zasilania, LiFePO4 to doskonały wybór.

W rzeczywistości LiFePO4 zaczyna być preferowanym wyborem w zastosowaniach, w których akumulatory kwasowo-ołowiowe, takie jak te stosowane w samochodach, tradycyjnie były lepszym wyborem. Dotyczy to domowych systemów magazynowania energii słonecznej lub zasilania awaryjnego podłączonego do sieci. Akumulatory kwasowo-ołowiowe są cięższe, mają mniejszą gęstość energetyczną, znacznie krótszą żywotność, są toksyczne i nie wytrzymują wielokrotnych głębokich rozładowań bez degradacji.

Kupując urządzenia zasilane energią słoneczną, takie jak oświetlenie solarne, i mając możliwość wykorzystania LiFePO4, prawie zawsze jest to właściwy wybór. Urządzenie może potencjalnie działać latami bez konieczności konserwacji.