Литий-ионные батареи есть практически в каждом гаджете, которым вы владеете. От смартфонов до электромобилей, эти батареи изменили мир. Однако у литий-ионных батарей есть внушительный список недостатков, из-за которых литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи являются лучшим выбором.

Чем отличаются литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи?

Строго говоря, литий-железо-фосфатные батареи также являются литий-ионными батареями. Существует несколько различных вариантов химического состава литиевых батарей, и в литий-железо-фосфатных батареях в качестве катодного материала (отрицательная сторона) используется фосфат лития-железа, а в качестве анода (положительная сторона) — графитовый углеродный электрод.

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи обладают самой низкой плотностью энергии среди современных типов литий-ионных батарей, поэтому они не подходят для устройств с ограниченным пространством, таких как смартфоны. Однако этот компромисс в отношении плотности энергии имеет несколько интересных преимуществ.

Преимущества литий-железо-фосфатных аккумуляторов

Одним из главных недостатков обычных литий-ионных батарей является то, что они начинают изнашиваться после нескольких сотен циклов зарядки. Именно поэтому ваш телефон теряет свою максимальную емкость через два-три года.

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи обычно выдерживают не менее 3000 полных циклов зарядки, прежде чем начнут терять емкость. Более качественные батареи, работающие в идеальных условиях, могут выдерживать более 10 000 циклов. Такие батареи также дешевле, чем литий-ионные полимерные батареи, например, используемые в телефонах и ноутбуках.

По сравнению с распространенным типом литиевых батарей, никель-марганцево-кобальтовыми (NMC) батареями, литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи имеют несколько более низкую стоимость. В сочетании с увеличенным сроком службы LiFePO4 они значительно дешевле, чем альтернативные варианты.

Кроме того, в литий-железо-фосфатных батареях отсутствуют никель и кобальт. Оба этих материала являются редкими и дорогостоящими, а их добыча сопряжена с экологическими и этическими проблемами. Это делает литий-железо-фосфатные батареи более экологичным типом батарей, с меньшим количеством конфликтов, связанных с используемыми материалами.

Последнее важное преимущество этих батарей — их относительная безопасность по сравнению с другими типами литий-ионных батарей. Вы наверняка читали о возгораниях литиевых батарей в таких устройствах, как смартфоны и балансировочные доски.

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи по своей природе более стабильны, чем другие типы литиевых батарей. Они менее подвержены возгоранию, лучше выдерживают высокие температуры и не разлагаются, как это часто происходит с другими типами литиевых батарей.

Почему мы видим эти батарейки именно сейчас?

Идея создания литий-железо-фосфатных (LiFePO4) батарей впервые была опубликована в 1996 году, но по-настоящему жизнеспособными они стали только в 2003 году благодаря использованию углеродных нанотрубок. С тех пор потребовалось некоторое время, чтобы нарастить массовое производство, сделать цены конкурентоспособными и определить оптимальные области применения этих батарей.

Коммерческие продукты, в которых широко используется технология LiFePO4, появились в продаже на полках магазинов и на таких сайтах, как Amazon, лишь в конце 2010-х и начале 2020-х годов.

Когда следует рассматривать LiFePO4

Из-за низкой плотности энергии литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи не являются лучшим выбором для тонких и легких портативных устройств. Поэтому вы не увидите их в смартфонах, планшетах или ноутбуках. По крайней мере, пока.

Однако, когда речь идёт об устройствах, которые не нужно носить с собой, эта более низкая плотность внезапно становится гораздо менее важной. Если вы хотите приобрести ИБП (источник бесперебойного питания), чтобы ваш маршрутизатор или рабочая станция работали во время отключения электроэнергии, LiFePO4 — отличный выбор.

Фактически, литий-железо-фосфатные аккумуляторы начинают становиться предпочтительным выбором для тех областей применения, где традиционно лучше были свинцово-кислотные батареи, подобные тем, что используются в автомобилях. Это включает в себя системы хранения солнечной энергии для дома или резервные системы электроснабжения, подключенные к сети. Свинцово-кислотные батареи тяжелее, имеют меньшую плотность энергии, гораздо меньший срок службы, токсичны и не выдерживают многократных глубоких разрядов без деградации.

При покупке устройств, работающих на солнечной энергии, таких как солнечные светильники, и при наличии возможности использования LiFePO4, это почти всегда правильный выбор. Устройство потенциально может работать годами без необходимости технического обслуживания.