تتمتع بطاريات السيارات الكهربائية وبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة لتخزين الطاقة بمتطلبات مختلفة، على الرغم من كونها من بطاريات الليثيوم أيون. يمكن أن يساعد فهم الاختلافات بينهما في تحديد أفضل بطارية تناسب احتياجاتك، حيث لا يوجد نهج واحد يناسب الجميع.
مما تتكون بطارية الليثيوم أيون لتخزين الطاقة؟
تتطلب تطبيقات تخزين الطاقة بطاريات موثوقة للغاية وطويلة الأمد وآمنة.
يستخدم الحل الخاص بنا كاثود فوسفات حديد الليثيوم (LFP)، وهو مثالي لهذه المتطلبات. يساهم التفاعل الأقل بين الكاثود LFP والكهارل بشكل كبير في دورة الحياة الفائقة والاستقرار الحراري. وهذا يقلل من خطر هارب حراري، وهي حالة خطيرة محتملة في بعض بطاريات الليثيوم أيون.
في حين أن LFP يوفر موثوقية وأمان استثنائيين، إلا أنه يتميز بكثافة طاقة أقل مقارنة بكيمياء أيونات الليثيوم الأخرى مثل أكسيد كوبالت الليثيوم (LCO) أو أكسيد كوبالت نيكل الليثيوم (NMC). وبالتالي، عادةً ما تكون بطاريات LFP أثقل بالنسبة لكمية معينة من الطاقة، وهو أمر أقل مثالية للسيارات الكهربائية.
مما تتكون بطارية ليثيوم أيون للسيارات الكهربائية؟
تحتاج السيارات الكهربائية إلى بطاريات ذات كثافة طاقة عالية لتشغيل السيارة وأنظمتها الداخلية.
تستخدم معظم السيارات الكهربائية بطاريات ليثيوم أيون مع كاثودات النيكل والكوبالت، والتي تسمى بطاريات إن إم سي. توفر هذه مصدر طاقة أكثر كثافة لدفع المركبات مقارنة ببطاريات LFP.
يتفاعل الإلكتروليت السائل العضوي الموجود في بطاريات NMC مع الأكسجين، خاصة عند درجات الحرارة المرتفعة. يمكن أن يؤدي هذا التفاعل إلى انفجارات ومشاكل محتملة أخرى تتعلق بالانفلات الحراري.
ما هي الاختلافات بين بطاريات الليثيوم أيون لتخزين الطاقة وبطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية؟
تعد بطاريات LFP وNMC من حلول الطاقة الممتازة، ولكن لديها اختلافات رئيسية تجعلها مناسبة لمهام محددة.
مادة الكاثود
تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الكاثود لتوليد الطاقة.
تستخدم بطاريات تخزين الطاقة LFP، بينما تستخدم بطاريات السيارات الكهربائية NMC.
تتمتع بطاريات NMC بكثافة طاقة أعلى، مما يعمل على تحسين التسارع. توفر بطاريات LFP تخزينًا فائقًا للطاقة مقارنة ببطاريات NMC.
رابطة الأكسجين
تتطلب بطاريات NMC وLFP إلكتروليتًا للتفاعل مع الأكسجين. ومع ذلك، تتمتع بطاريات NMC برابطة أكسجين أكثر مرونة، مما يجعلها أكثر عرضة للهروب الحراري والانفجارات المحتملة.
في المقابل، تكون بطاريات LFP أقل عرضة للانفلات الحراري، مما يجعلها خيارًا أكثر أمانًا بشكل عام.
الشحن & التفريغ
تتمتع بطاريات NMC بكثافة طاقة أعلى من بطاريات LFP، مما يتيح الشحن والتفريغ بشكل أسرع.
عملية تقادم البطارية
تعمل بطاريات NMC بجهد 3.7 فولت، وهو أعلى من 3.2 فولت لبطاريات LFP. يؤدي هذا الجهد العالي إلى تدهور أسرع مع تقدم عمر البطارية.
بطاريات LFP’ يوفر الجهد المنخفض 3.2 فولت استقرارًا أكبر للكاثود، مما يؤدي إلى عمر أطول للبطارية.
كما يسمح جزيء LFP الأكبر حجمًا بسهولة التوسع والانكماش أثناء ركوب الدراجات، مما يتيح لبطاريات LFP تحمل آلاف الدورات طوال عمرها الافتراضي.
يكلف
تعد بطاريات LFP عمومًا أكثر فعالية من حيث التكلفة لكل دورة، مما يجعلها جذابة لتحقيق كفاءة التكلفة على المدى الطويل.
تعد بطاريات NMC أكثر تكلفة بسبب الكاثود الخاص بها، ولكنها يمكن أن تكون فعالة من حيث التكلفة عندما تكون المساحة والوزن قيودًا، وذلك بفضل أدائها وحجمها الصغير.
ما الجهد الذي تعمل به بطارية الليثيوم أيون لتخزين الطاقة؟
تعمل بطاريات الليثيوم أيون المصممة لتخزين الطاقة بجهد 3.2 فولت لكل خلية. يتطابق هذا الجهد مع بطاريات الرصاص الحمضية، مما يجعل بطاريات LFP مناسبة لأنظمة تخزين 12 أو 24 أو 48 فولت.
ما الجهد الذي تعمل به بطارية ليثيوم أيون للسيارات الكهربائية؟
تعمل بطاريات السيارات الكهربائية بجهد 3.7 فولت لكل خلية، مع جهد حزمة يبلغ حوالي 400 فولت. يزيد الجهد العالي التفاعلات بين المنحل بالكهرباء والكاثود، مما يوفر المزيد من الطاقة ولكن يقلل من عمر البطارية. قد لا تكون هذه المقايضة مثالية للتخزين الثابت، ولكنها تناسب احتياجات تشغيل السيارات الكهربائية.
خاتمة
في حين يتم استخدام بطاريات الليثيوم أيون لتخزين الطاقة والمركبات الكهربائية، فقد أدت متطلباتها المحددة إلى كيمياء بطارية متميزة.
تعطي أنظمة تخزين الطاقة الأولوية للموثوقية وطول العمر والسلامة، مما يجعل بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP) مثالية. يتناسب استقرارها الحراري ودورة حياتها مع التطبيقات الثابتة.
ومع ذلك، تتطلب السيارات الكهربائية كثافة طاقة عالية لتحقيق أقصى قدر من نطاق القيادة والأداء، مما دفع الشركات المصنعة إلى تفضيل بطاريات أيونات الليثيوم مع كاثودات النيكل والكوبالت (NMC). على الرغم من أنها أقل استقرارًا قليلاً من بطاريات LFP، إلا أن بطاريات NMC يمكنها تعبئة المزيد من الطاقة في حزمة أصغر وأخف وزنًا – حاسمة لتطبيقات الهاتف المحمول.
