تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في معظم الأجهزة الإلكترونية التي تمتلكها. من الهواتف الذكية إلى السيارات الكهربائية، غيّرت هذه البطاريات العالم. ومع ذلك، فإن لبطاريات الليثيوم أيون قائمة طويلة من العيوب التي تجعل فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) خيارًا أفضل.

ما هي أوجه الاختلاف بين بطاريات LiFePO4؟

بالمعنى الدقيق للكلمة، تُعتبر بطاريات LiFePO4 أيضاً من بطاريات الليثيوم أيون. توجد عدة أنواع مختلفة من تركيبات بطاريات الليثيوم، وتستخدم بطاريات LiFePO4 فوسفات حديد الليثيوم كمادة الكاثود (الجانب السالب) وقطب الكربون الجرافيتي كأنود (الجانب الموجب).

تتميز بطاريات LiFePO4 بأقل كثافة طاقة بين أنواع بطاريات الليثيوم أيون الحالية، لذا فهي غير مناسبة للأجهزة ذات المساحة المحدودة كالهواتف الذكية. مع ذلك، فإن هذا التنازل في كثافة الطاقة يأتي مصحوبًا ببعض المزايا المهمة.

مزايا بطاريات LiFePO4

من أبرز عيوب بطاريات الليثيوم أيون الشائعة أنها تبدأ بالتلف بعد بضع مئات من دورات الشحن. ولهذا السبب يفقد هاتفك سعته القصوى بعد سنتين أو ثلاث سنوات.

تتميز بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) عادةً بقدرتها على تحمل ما لا يقل عن 3000 دورة شحن كاملة قبل أن تبدأ في فقدان سعتها. أما البطاريات عالية الجودة التي تعمل في ظروف مثالية، فيمكن أن تتجاوز 10000 دورة شحن. كما أن هذه البطاريات أرخص من بطاريات الليثيوم أيون بوليمر، مثل تلك الموجودة في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.

بالمقارنة مع نوع شائع من بطاريات الليثيوم، وهو بطاريات الليثيوم المصنوعة من النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)، تتميز بطاريات LiFePO4 بتكلفة أقل قليلاً. وبفضل عمرها الافتراضي الأطول، تُعدّ أرخص بكثير من البدائل الأخرى.

إضافةً إلى ذلك، لا تحتوي بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) على النيكل أو الكوبالت. فكلاهما من المعادن النادرة والباهظة الثمن، وتكتنف عملية استخراجهما قضايا بيئية وأخلاقية. وهذا ما يجعل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) خيارًا صديقًا للبيئة، إذ تقلّ النزاعات المرتبطة بموادها.

تتمثل الميزة الرئيسية الأخيرة لهذه البطاريات في مستوى أمانها النسبي مقارنةً بأنواع بطاريات الليثيوم الأخرى. لا شك أنك قرأت عن حرائق بطاريات الليثيوم في أجهزة مثل الهواتف الذكية وألواح التوازن.

تتميز بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) بثباتها العالي مقارنةً بأنواع بطاريات الليثيوم الأخرى. فهي أقل عرضةً للاشتعال، وتتحمل درجات الحرارة المرتفعة بشكل أفضل، ولا تتحلل كما هو الحال مع أنواع بطاريات الليثيوم الأخرى.

لماذا نرى هذه البطاريات الآن؟

طُرحت فكرة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) لأول مرة عام 1996، ولكن لم تصبح هذه البطاريات قابلة للتطبيق فعلياً إلا عام 2003، بفضل استخدام أنابيب الكربون النانوية. ومنذ ذلك الحين، استغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يرتفع الإنتاج الضخم، وتصبح التكاليف تنافسية، وتتضح أفضل استخدامات هذه البطاريات.

لم تصبح المنتجات التجارية التي تتميز بتقنية LiFePO4 متاحة على الرفوف وفي مواقع مثل أمازون إلا في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وأوائل العقد الثاني منه.

متى يجب التفكير في استخدام فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4)

بسبب انخفاض كثافة الطاقة فيها، لا تُعدّ بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) خيارًا مثاليًا للأجهزة المحمولة الرقيقة والخفيفة. لذا لن تجدها في الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة. على الأقل ليس الآن.

لكن عند الحديث عن الأجهزة التي لا تحتاج لحملها معك، تصبح الكثافة المنخفضة أقل أهمية بكثير. إذا كنت ترغب في شراء جهاز تزويد طاقة غير منقطع (UPS) للحفاظ على تشغيل جهاز التوجيه أو محطة العمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي، فإن بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) خيار ممتاز.

في الواقع، بدأت بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) تُصبح الخيار المُفضّل في التطبيقات التي كانت فيها بطاريات الرصاص الحمضية، كتلك المُستخدمة في السيارات، الخيار الأفضل تقليديًا. ويشمل ذلك تخزين الطاقة الشمسية المنزلية أو أنظمة الطاقة الاحتياطية المتصلة بالشبكة. بطاريات الرصاص الحمضية أثقل وزنًا، وأقل كثافة طاقة، وعمرها الافتراضي أقصر بكثير، وهي سامة، ولا تتحمل عمليات التفريغ العميق المتكررة دون أن تتلف.

عند شراء أجهزة تعمل بالطاقة الشمسية، مثل الإضاءة الشمسية، وإذا كان لديك خيار استخدام بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4)، فهو الخيار الأمثل في أغلب الأحيان. إذ يمكن للجهاز أن يعمل لسنوات دون الحاجة إلى صيانة.