ما هوحديد الليثيومالبطارية؟ مقدمة عن مبدأ عمل بطارية الليثيوم الحديدي ومزاياها

بطارية الليثيوم الحديدي هي نوع من أنواع بطاريات الليثيوم، واسمها الكامل هو بطارية أيونات الليثيوم فوسفات الحديد الليثيوم. تتكون مادة الكاثود فيها بشكل أساسي من فوسفات الحديد الليثيوم. ونظرًا لأدائها المتميز الذي يجعلها مناسبة لتطبيقات الطاقة، تُعرف أيضًا باسم "بطارية طاقة الليثيوم الحديدي". (يُشار إليها فيما يلي باسم "بطارية الليثيوم الحديدي").

مبدأ عمل بطارية الليثيوم الحديدي (LiFePO4)
البنية الداخلية لبطارية LiFePO4: يُستخدم LiFePO4 ذو بنية الأوليفين على اليسار كقطب موجب للبطارية، وهو موصول برقاقة من الألومنيوم. في المنتصف يوجد غشاء بوليمري يفصل القطب الموجب عن القطب السالب. يسمح هذا الغشاء بمرور أيونات الليثيوم (Li+) بينما يمنع مرور الإلكترونات (e-). على اليمين يوجد القطب السالب للبطارية المصنوع من الكربون (الجرافيت)، وهو موصول برقاقة من النحاس. يوجد الإلكتروليت بين طرفي البطارية، وهي مُحكمة الإغلاق بغلاف معدني.

عند شحن بطارية LiFePO4، تنتقل أيونات الليثيوم (Li+) من القطب الموجب إلى القطب السالب عبر الغشاء البوليمري. أما أثناء عملية التفريغ، فتنتقل أيونات الليثيوم (Li+) من القطب السالب إلى القطب الموجب عبر الغشاء. سُميت بطارية أيونات الليثيوم بهذا الاسم نسبةً إلى انتقال أيونات الليثيوم أثناء الشحن والتفريغ.

الأداء الرئيسي لبطارية LiFePO4
الجهد الاسمي لبطارية LiFePO4 هو 3.2 فولت، وجهد الشحن النهائي 3.6 فولت، وجهد التفريغ النهائي 2.0 فولت. ونظرًا لاختلاف جودة وعمليات تصنيع مواد الأقطاب الموجبة والسالبة ومواد الإلكتروليت المستخدمة من قبل مختلف المصنّعين، فإن أداء هذه البطاريات يختلف نوعًا ما. فعلى سبيل المثال، تختلف سعة البطارية من نفس الطراز (البطارية القياسية في نفس العبوة) اختلافًا كبيرًا (بنسبة تتراوح بين 10% و20%).

مزايابطارية ليثيوم أيون
بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بمزايا كبيرة في جهد التشغيل، وكثافة الطاقة، وعمر الدورة، وما إلى ذلك. وبالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، فإنها تتمتع بالمزايا التالية: كثافة طاقة عالية، وأمان قوي، وأداء جيد في درجات الحرارة العالية، وقدرة خرج عالية، وعمر دورة طويل، ووزن خفيف، وتوفير تكلفة تعزيز غرفة الآلات، وحجم صغير، وعمر بطارية طويل، وأمان جيد، وما إلى ذلك.