יתרונות וחסרונות של סוללות ליתיום ברזל פוספט

סוללת ליתיום ברזל פוספט היא גם סוג של סוללת ליתיום. בדיוק כמו הסוללות המשמשות בטלפונים הניידים שלנו, חומר האלקטרודה החיובי של סוללות ליתיום ברזל פוספט הוא בעיקר תרכובת של זרחן, חומצה, ברזל וליתיום. יש אנשים שקוראים לזה גם סוללת ברזל ליתיום (LiFe).

יתרונות:
1: אורך החיים של סוללת ברזל פוספט, בתנאי טעינה סטנדרטיים, מספר המחזורים יכול להגיע ליותר מ-2,000 פעמים. חיי מחזור הטעינה והפריקה של סוללות ליתיום רגילות הם בדרך כלל יותר מפי 500. וקצב אחסון הכוח שלו ילך וירד ככל שהזמן יעבור.
2: קיבולת גדולה וצפיפות גבוהה. לסוללות ליתיום ברזל פוספט קיבולת אחסון גבוהה פי 2 עד 3 מסוללות ליתיום רגילות באותו נפח. .
3: קל משקל. נפחה של סוללת ליתיום ברזל פוספט עם אותו מפרט וקיבולת הוא 2/3 מזה של סוללת עופרת-חומצה, ומשקלה הוא 1/3 ממשקלה של סוללת עופרת-חומצה.
4: קיבולת קבועה. אני מאמין שכולם יתקלו בבעיות כאלה, כלומר סוללות הטלפון הנייד שלנו, סוללות המחשב, ואפילו סוללות הרכב החשמלי. לאחר שנעשה בהם שימוש תקופה מסוימת, נגלה שהחשמל האגור בהם הולך ופוחת. הסיבה לכך היא שאם סוללות רגילות אינן טעונות במלואן במשך זמן רב, קיבולת האחסון של הסוללה תקטן במהירות. המאפיין של סוללות ליתיום פוספט הוא שניתן להשתמש בהן בכל עת! וזה לעולם לא ישפיע על קיבולת האחסון שלו.
5: ירוק וידידותי לסביבה. לסוללות ליתיום ברזל פוספט יש ביצועים סביבתיים שאין לסוללות אחרות מכיוון שהן אינן מכילות מתכות כבדות. לכן, פרויקטי פיתוח המקודמים מאוד על ידי המדינה יושמו בתחומי האופניים החשמליים או המכוניות החשמליות.
6: ביצועים טובים בטמפרטורה גבוהה. שיא החימום החשמלי של ליתיום ברזל פוספט יכול להגיע ל-350 מעלות -500 מעלות, בעוד שערך השיא של ליתיום מנגנט ותחמוצת ליתיום קובלט הוא רק סביב 200 מעלות. יש לו טווח טמפרטורות הפעלה רחב (-20C--75C) ויש לו עמידות לטמפרטורה גבוהה. ערך השיא של חימום חשמלי של ליתיום ברזל פוספט יכול להגיע ל-350 מעלות -500 מעלות, בעוד שמנגנט ליתיום ותחמוצת ליתיום קובלט הם רק בסביבות 200 מעלות.

חסרונות:ביצועים גרועים בטמפרטורה נמוכה, צפיפות ברז נמוכה של חומר הקתודה ונפח סוללות ליתיום ברזל פוספט בעלות אותה קיבולת גדול מזה של סוללות ליתיום יון כגון תחמוצת ליתיום קובלט, כך שאין לה יתרון בסוללות מיקרו. בשימוש בסוללות חשמל, סוללות ליתיום ברזל פוספט, כמו סוללות אחרות, צריכות להתמודד עם בעיות עקביות הסוללה.
1. במהלך תהליך הסינטר במהלך הכנת פוספט ליתיום ברזל, תחמוצת ברזל עשויה להיות מופחתת לברזל אלמנטרי באווירה מפחיתה בטמפרטורה גבוהה. ברזל אלמנטרי יכול לגרום למיקרו קצרים בסוללות והוא החומר הכי טאבו בסוללות.
2. לליתיום ברזל פוספט יש כמה פגמים בביצועים, כגון צפיפות ברז נמוכה וצפיפות דחיסה, וכתוצאה מכך צפיפות אנרגיה נמוכה של סוללות ליתיום-יון. הביצועים בטמפרטורה נמוכה גרועים, ואפילו ננוניזציה וציפוי פחמן אינם פותרים בעיה זו.
3. עלות ההכנה של החומרים ועלות הייצור של הסוללות גבוהות, תפוקת הסוללה נמוכה והעקביות ירודה. למרות שהננוניזציה וציפוי הפחמן של ליתיום ברזל פוספט משפרים את הביצועים האלקטרוכימיים של החומר, הוא מביא גם לבעיות אחרות, כגון צפיפות אנרגיה מופחתת, עלות סינתזה מוגברת, ביצועי עיבוד אלקטרודות גרועים ודרישות סביבתיות קשות. למרות שהיסודות הכימיים Li, Fe ו-P בפוספט ליתיום ברזל נמצאים בשפע והעלות נמוכה, העלות של מוצר ליתיום ברזל פוספט המוכן אינה נמוכה. גם אם יוסרו עלויות המחקר והפיתוח הראשוניות, עלות התהליך של החומר בתוספת הגבוהה. עלות הכנת הסוללות תגרום לעלות הסופית ליחידת אחסון אנרגיה גבוהה יותר.
4. עקביות המוצר ירודה. נכון לעכשיו, אין מפעל לחומרי ליתיום ברזל פוספט בסין שיכול לפתור בעיה זו. מנקודת המבט של הכנת החומר, תגובת הסינתזה של ליתיום ברזל פוספט היא תגובה רב-פאזית מורכבת, הכוללת פוספט פאזה מוצקה, תחמוצת ברזל ומלח ליתיום, בתוספת מבשר פחמן ושלב גז מפחית. בתהליך תגובה מורכב זה, קשה להבטיח את עקביות התגובה.