مقدمة:
بطاريات الليثيوم الثلاثية وبطاريات ليثيوم فوسفات الحديدهما النوعان الرئيسيان من بطاريات الليثيوم المستخدمة حاليًا على نطاق واسع في السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة والأجهزة الإلكترونية الأخرى. لكن هل فهمت خصائصها واختلافاتها؟ يختلف تركيبها الكيميائي وخصائص أدائها ومجالات تطبيقها بشكل كبير. دعونا نتعلم المزيد عنها مع Heltec.
تكوين المواد:
بطارية الليثيوم الثلاثية: مادة القطب الموجب عادة ما تكون أكسيد النيكل والكوبالت والمنغنيز (NCM) أو أكسيد النيكل والكوبالت والألومنيوم (NCA)، والتي تتكون من النيكل والكوبالت والمنغنيز أو النيكل والكوبالت والألومنيوم وأكاسيد العناصر المعدنية الأخرى، والبطارية السالبة القطب هو عموما الجرافيت. من بينها، يمكن تعديل نسبة النيكل والكوبالت والمنغنيز (أو الألومنيوم) وفقًا للاحتياجات الفعلية.
بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: يُستخدم فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO₄) كمادة للقطب الموجب، ويستخدم الجرافيت أيضًا للقطب السالب. تركيبته الكيميائية مستقرة نسبياً، ولا تحتوي على معادن ثقيلة ومعادن نادرة، وهو أكثر صداقة للبيئة.
أداء الشحن والتفريغ:
بطارية الليثيوم الثلاثية: سرعة شحن وتفريغ سريعة، يمكن أن تتكيف مع الشحن والتفريغ الحالي العالي، ومناسبة للمعدات والسيناريوهات ذات المتطلبات العالية لسرعة الشحن، مثل السيارات الكهربائية التي تدعم الشحن السريع. في بيئة درجة الحرارة المنخفضة، يكون أداء الشحن والتفريغ جيدًا نسبيًا أيضًا، وفقدان القدرة صغير نسبيًا.
بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: سرعة الشحن والتفريغ بطيئة نسبيًا، ولكن أداء دورة الشحن والتفريغ مستقر. يمكن أن تدعم الشحن بمعدل عالٍ ويمكن شحنها بالكامل خلال ساعة واحدة في أسرع وقت، ولكن كفاءة الشحن والتفريغ عادة ما تكون حوالي 80%، وهي أقل قليلاً من بطارية الليثيوم الثلاثية. في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، ينخفض أداء الجهاز بشكل ملحوظ، وقد يكون معدل الاحتفاظ بسعة البطارية 50%-60% فقط.
كثافة الطاقة:
بطارية الليثيوم الثلاثية: كثافة الطاقة عالية نسبيًا، وعادة ما تصل إلى أكثر من 200Wh/kg، وبعض المنتجات المتقدمة يمكن أن تتجاوز 260Wh/kg. وهذا يسمح لبطاريات الليثيوم الثلاثية بتخزين المزيد من الطاقة بنفس الحجم أو الوزن، مما يوفر نطاق قيادة أطول للأجهزة، كما هو الحال في السيارات الكهربائية، والتي يمكنها دعم المركبات للسفر لمسافات أطول.
بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: كثافة الطاقة منخفضة نسبيًا، بشكل عام حوالي 110-150 وات ساعة/كجم. ولذلك، من أجل تحقيق نفس نطاق القيادة مثل بطاريات الليثيوم الثلاثية، قد تتطلب بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد حجمًا أو وزنًا أكبر
دورة الحياة:
بطارية الليثيوم الثلاثية: عمر الدورة قصير نسبيًا، حيث يبلغ عدد الدورة النظرية حوالي 2000 مرة. في الاستخدام الفعلي، قد تكون السعة قد انخفضت إلى حوالي 60% بعد 1000 دورة. سيؤدي الاستخدام غير السليم، مثل الشحن الزائد أو التفريغ، والاستخدام في بيئات ذات درجات حرارة عالية، إلى تسريع تلف البطارية.
بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: دورة حياة طويلة، مع أكثر من 3500 دورة شحن وتفريغ، وبعض البطاريات عالية الجودة يمكن أن تصل إلى أكثر من 5000 مرة، أي ما يعادل أكثر من 10 سنوات من الاستخدام. يتمتع باستقرار جيد للشبكة، كما أن إدخال وإزالة أيونات الليثيوم يكون له تأثير ضئيل على الشبكة، كما أن له قابلية عكسية جيدة
أمان:
بطارية الليثيوم الثلاثية: ضعف الاستقرار الحراري، ومن السهل أن تسبب انفلاتًا حراريًا في ظل درجات الحرارة المرتفعة، والشحن الزائد، والدوائر القصيرة وغيرها من الظروف، مما يؤدي إلى ارتفاع خطر الاحتراق أو حتى الانفجار نسبيًا. ومع ذلك، مع تقدم التكنولوجيا وتعزيز تدابير السلامة، مثل استخدام أنظمة إدارة البطارية الأكثر تقدمًا وتحسين هيكل البطارية، فإن سلامتها تتحسن أيضًا باستمرار.
بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: ثبات حراري جيد، مادة القطب الموجب ليس من السهل إطلاق الأكسجين عند درجة حرارة عالية، ولن تبدأ في التحلل حتى 700-800 درجة مئوية، ولن تطلق جزيئات الأكسجين عند مواجهة الصدمات، والثقب، والدائرة القصيرة و في حالات أخرى، وغير عرضة للاحتراق العنيف، مع أداء أمان عالي.
يكلف:
بطارية الليثيوم الثلاثية: لأن مادة القطب الموجب تحتوي على عناصر معدنية باهظة الثمن مثل النيكل والكوبالت، ومتطلبات عملية الإنتاج مرتفعة، والمتطلبات البيئية أكثر صرامة أيضًا، وبالتالي فإن التكلفة مرتفعة نسبيًا.
بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: سعر المواد الخام منخفض نسبيا، وعملية الإنتاج بسيطة نسبيا، والتكلفة الإجمالية لها مزايا معينة. على سبيل المثال، في مركبات الطاقة الجديدة، غالبًا ما تكون النماذج المجهزة ببطاريات ليثيوم فوسفات الحديد منخفضة السعر نسبيًا.
خاتمة
يعتمد اختيار البطارية بشكل أساسي على متطلبات التطبيق المحددة. إذا كانت هناك حاجة إلى كثافة طاقة أعلى وعمر أطول للبطارية، فقد تكون بطاريات الليثيوم الثلاثية خيارًا أفضل؛ إذا كانت السلامة والمتانة والعمر الطويل هي الأولويات، فإن بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد هي الأكثر ملاءمة.
Heltec Energy هي شريكك الموثوق بهحزمة البطاريةتصنيع. ومن خلال تركيزنا المستمر على البحث والتطوير، إلى جانب مجموعتنا الشاملة من ملحقات البطاريات، فإننا نقدم حلولاً متكاملة لتلبية الاحتياجات المتطورة للصناعة. إن التزامنا بالتميز والحلول المخصصة والشراكات القوية مع العملاء يجعلنا الاختيار الأمثل لمصنعي وموردي حزم البطاريات في جميع أنحاء العالم.
إذا كان لديك أي أسئلة أو ترغب في معرفة المزيد، فلا تتردد في ذلكتواصل معنا.
طلب عرض أسعار:
جاكلين:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
سوكري:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
نانسي:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
وقت النشر: 27 ديسمبر 2024