בטיחות היא תכונת עיצוב מן המניין עם סוללות ליתיום, ומסיבה טובה. כפי שכולנו ראינו, הכימיה וצפיפות האנרגיה שמאפשרת לסוללות ליתיום-יון לפעול כל כך טוב גם הופכות אותן לדליקות, ולכן כאשר הסוללות מתקלקלות, הן לעיתים גורמות לבלגן מרהיב ומסוכן.
לא כל הכימיות של ליתיום אינן נוצרות שוות. למעשה, מרבית הצרכנים האמריקאים - חובבי האלקטרוני בצד - מכירים רק מגוון מצומצם של פתרונות ליתיום. הגרסאות הנפוצות ביותר בנוויות מתרכובות קובלט, תחמוצת מנגן ותמציות ניקל.
ראשית, בואו ניקח צעד אחורה בזמן. סוללות ליתיום-יון הן חידוש הרבה יותר חדש ונמצאות רק ב- 25 השנים האחרונות. במהלך הזמן הזה, טכנולוגיות הליתיום עלו בפופולריות שכן הוכיחו כי הן בעלות ערך בהנעת אלקטרוניקה קטנה יותר - כמו מחשבים ניידים וטלפונים סלולריים. אך כפי שאתה זוכר מכמה סיפורי חדשות במהלך השנים האחרונות, גם סוללות ליתיום-יון צברו מוניטין של הדלקת אש. עד לשנים האחרונות זו הייתה אחת הסיבות העיקריות לכך שליתיום לא היה נפוץ ליצירת בנקי סוללה גדולים.
אבל אז הגיע ליתיום ברזל פוספט (LiFePO4). סוג חדש יותר של תמיסת ליתיום היה מטבעו לא דליק, תוך שהוא מאפשר צפיפות אנרגיה מעט נמוכה יותר. סוללות LiFePO4 היו לא רק בטוחות יותר, היו להן יתרונות רבים על פני כימי ליתיום אחרים, במיוחד ביישומי הספק גבוה, כגון אנרגיה מתחדשת.
לפני שנצלול למאפייני הבטיחות של ליתיום ברזל פוספט, בואו להתרענן כיצד תקלות סוללת ליתיום מתרחשות מלכתחילה.
סוללות ליתיום-יון מתפוצצות כאשר הטעינה המלאה של הסוללה משתחררת באופן מיידי, או כאשר הכימיקלים הנוזליים מתערבבים עם מזהמים זרים ומתלקחים. זה קורה בדרך כלל בשלוש דרכים: נזק פיזי, טעינת יתר או פירוק אלקטרוליטים.
לדוגמה, אם המפריד הפנימי או מעגל הטעינה ניזוקו או מתקלקלים, אין מחסומי בטיחות למנוע מהאלקטרוליטים להתמזג ולגרום לתגובה כימית נפיצה, אשר לאחר מכן קורעת את אריזת הסוללה, משלבת את התערובת הכימית עם חמצן ומיד מצית את כל הרכיבים.
ישנן עוד כמה דרכים שבהן סוללות ליתיום יכולות להתפוצץ או להבעיר, אך תרחישים תרמיים כמו אלה הם הנפוצים ביותר. עם זאת, נפוץ הוא מונח יחסי מכיוון שסוללות ליתיום-יון מפעילות את רוב המוצרים הנטעננים בשוק, וזה די נדיר שקורים זיכרונות גדולים או מפחידי בטיחות.
למרות שסוללות ליתיום ברזל פוספט (LiFePO4) אינן חדשות לגמרי, הן רק עושות עכשיו משיכה בשווקים מסחריים גלובליים. להלן פירוט מהיר על מה שהופך את סוללות LiFePO4 לבטוחות יותר מפתרונות סוללת ליתיום אחרים.
סוללות LiFePO4 ידועות בעיקר בזכות פרופיל הבטיחות החזק שלהן, תוצאה של כימיה יציבה במיוחד. סוללות מבוססות פוספט מציעות מבנה כימי ומכני מעולה שאינו מתחמם יתר על המידה לרמות לא בטוחות. לפיכך, מתן עלייה בבטיחות על סוללות ליתיום-יון המיוצרות מחומרי קתודה אחרים.
הסיבה לכך היא שהמצבים הטעונים והלא טעונים של LiFePO4 דומים פיזית וחזקים מאוד, מה שמאפשר ליונים להישאר יציבים במהלך שטף החמצן שקורה לצד מחזורי טעינה או תקלות אפשריות. בסך הכל, הקשר פוספט-תחמוצת ברזל חזק יותר מהקשר קובלט-תחמוצת, כך שכאשר הסוללה טעונה יתר על המידה או נתונה לנזק פיזי אז הקשר פוספט-תחמוצת נשאר יציב מבחינה מבנית; בעוד שבכימיה אחרת של ליתיום הקשרים מתחילים להתפרק ולשחרר חום מופרז, מה שמוביל בסופו של דבר לבריחה תרמית.
תאי ליתיום פוספט אינם דליקים, וזוהי תכונה חשובה במקרה של טיפול לא תקין במהלך טעינה או פריקה. הם גם יכולים לעמוד בתנאים קשים, בין אם זה קור קפוא, חום צורב או שטח מחוספס.
כאשר הם נתונים לאירועים מסוכנים, כמו התנגשות או קצר חשמלי, הם לא יתפוצצו ולא ידלקו באש, מה שמפחית משמעותית כל סיכוי לפגיעה. אם אתה בוחר סוללת ליתיום ומצפה לשימוש בסביבות מסוכנות או לא יציבות, סביר להניח ש- LiFePO4 היא הבחירה הטובה ביותר שלך.
רוב סוללות LiFePO4 מגיעות גם עם מערכת ניהול סוללות (BMS) הכוללת תכונות בטיחות נוספות רבות הכוללות; זרם יתר, מתח יתר, תת מתח וטמפרטורת יתר והתאים מגיעים במעטפת נירוסטה חסינת פיצוץ.
ראוי גם להזכיר, סוללות LiFePO4 אינן רעילות, אינן מזהמות ואינן מכילות מתכות נדירות של כדור הארץ, מה שהופך אותן לבחירה המודעת לסביבה. סוללות ליתיום של חומצה עופרת וניקל תחמוצת נושאות סיכון סביבתי משמעותי (במיוחד חומצת עופרת, כימיקלים פנימיים משפילים את המבנה על פני הצוות ובסופו של דבר גורמים לדליפה). בהשוואה לסוללות ליתיום עופרת וסוללות אחרות, סוללות ליתיום ברזל פוספט מציעות יתרונות משמעותיים, כולל שיפור יעילות פריקה וטעינה, תוחלת חיים ארוכה יותר ויכולת מחזור עמוק תוך שמירה על הביצועים. סוללות LiFePO4 מגיעות לרוב עם תג מחיר גבוה יותר, אך עלות טובה בהרבה לאורך כל חיי המוצר, תחזוקה מינימלית והחלפה נדירה הופכות אותן להשקעה כדאית ופתרון בטוח יותר לטווח הארוך.
שאלות? אנא צור קשר!
תשלום מאובטח בשיעור 100%
