Co to jest bateria LiFePO4?

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy (LiFePO4), zwany także akumulatorem LFP (z „LFP” oznaczającym „żelazofosforan litu”), jest rodzajem akumulatora, w szczególności akumulatorem litowo-jonowym, który wykorzystuje LiFePO4 jako materiał katodowy. Baterie LiFePO4 mają nieco niższą gęstość energii niż bardziej powszechna konstrukcja LiCoO2 występująca w elektronice użytkowej, ale oferują dłuższą żywotność, lepszą gęstość mocy (szybkość, z jaką można z nich czerpać energię) i są z natury bezpieczniejsze. LiFePO4 znajduje wiele ról w użytkowaniu pojazdu i zasilaniu awaryjnym.

Ważną zaletą w porównaniu z innymi chemikaliami litowo-jonowymi jest stabilność termiczna i chemiczna, która poprawia bezpieczeństwo baterii. LiFePO4 jest samoistnie bezpieczniejszym materiałem katodowym niż LiCoO2 i spinel manganowy. Wiązanie Fe-PO jest silniejsze niż wiązanie Co-O, więc w przypadku nadużycia (zwarcie, przegrzanie itp.) atomy tlenu są znacznie trudniejsze do usunięcia. Ta stabilizacja energii redoks pomaga również w szybkiej migracji jonów.

Gdy lit migruje z katody w ogniwie LiCoO2, CoO2 ulega nieliniowej ekspansji, która wpływa na integralność strukturalną ogniwa. W pełni litowane i nielitowane stany LiFePO4 są strukturalnie podobne, co oznacza, że komórki LiFePO4 są strukturalnie bardziej stabilne niż komórki LiCoO2.

Żaden lit nie pozostaje w katodzie w pełni naładowanego ogniwa LiFePO4 — w ogniwie LiCoO2 około 50% pozostaje w katodzie. LiFePO4 jest wysoce odporny na utratę tlenu, co zwykle powoduje reakcję egzotermiczną w innych ogniwach litowych.

W rezultacie ogniwa litowo-żelazowo-fosforanowe są znacznie trudniejsze do zapalenia w przypadku niewłaściwego obchodzenia się, zwłaszcza podczas ładowania, chociaż każda bateria, po pełnym naładowaniu, może jedynie rozpraszać energię przeładowania w postaci ciepła. Dlatego awaria baterii w wyniku niewłaściwego użytkowania jest nadal możliwa. Powszechnie przyjmuje się, że akumulator LiFePO4 nie rozkłada się w wysokich temperaturach. Szczególnie zauważalna jest różnica między LFP a ogniwami LiPo powszechnie stosowanymi w modelarstwie lotniczym.