تقنيات بطارية LFP مقابل NMC هي اثنين من الخيارات الأكثر شعبية في تخزين الطاقة ، كل منها يحصل على اهتمام كبير لمزاياه الفريدة.
بطاريات الليثيوم الفوسفات الحديدي
باطاريات LFP تستخدم فوسفات الحديد الليثيوم كمواد كاتودية، وتوفر فولتاج ثابت من حوالي 3.2 فولت. المواد التي تشكل بطاريات LFP أكثر وفرة، أرخص،وأقل سمية (وهذا يجعل إعادة تدويرها أسهل) من تلك الموجودة في NMCهذه الكيمياء توفر العديد من المزايا المتميزة على أنواع بطاريات ليثيوم أيون الأخرى، مما يجعلها مثالية للتطبيقات مثل أنظمة تخزين الطاقة المتجددة، والمعدات الصناعية،وحلول الطاقة خارج الشبكة حيث السلامة، والمتانة، وطول العمر ضرورية.
بطاريات الليثيوم النيكل المانغنيز الكوبالت
تتكون بطاريات NMC من مزيج من النيكل والكوبالت والمنغنيز للكاثود ، مع الجرافيت على جانب الأندود. النيكل هو المصدر الرئيسي لتخزين الطاقة مع طاقة عالية محددة ،ولكنه يحتاج إلى المنغنيز والكوبالت لتحقيق الاستقرار وتوفير الطاقة المطلوبةفهي عادة ما تقدم جهد أعلى حوالي 3.7 فولت، والتي توجد عادة في المركبات الكهربائية، والإلكترونيات المحمولة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والأجهزة الطبية،والأدوات الكهربائية بسبب كثافة الطاقة العالية، التصميم المدمج، والتنوع.
مقارنة NMC مقابل LFP
لفهم الفرق في الأداء بين بطاريات LiFePO4 و NMC، من المفيد أن يكون لدينا نظرة عامة على خصائص البطارية بشكل عام.فهم اختلافاتهم يسمح لنا بتحديد أفضل حل بناء على احتياجات كل تطبيق.
كثافة الطاقة
كثافة الطاقة لبطارية هي مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها لكل وحدة كتلة.كثافة طاقة أعلى مثالية لأن هذا يعني أنه يمكنك صنع بطارية أصغر تخزن الكثير من الطاقةالطاقة النوعية لـ LFP ، تتراوح من 90 إلى 120 Wh / kg ، أقل من NMC (150 إلى 220 Wh / kg).
السلامة
بطاريات NMC لديها كيمياء مستقرة ولكن هناك بعض أنماط الفشل التي يمكن أن تؤدي إلى إطلاق غاز الأكسجين. إذا لم يتم تهوية هذا الغاز بشكل صحيح ، فقد يؤدي إلى انفجار.إذا كان هذا الغاز يتم تهوية بشكل صحيح، لا يزال خطراً للغاية لأنه يؤدي إلى طائرة نارية تخرج من البطارية.
الخصائص الكيميائية والإطار الهيكلي للخلية LFP نفسها مستقرة جدا حتى لو تم اختراقها، وضغطها بقوة،لكن التدخين في أحسن الأحوال.
الأداء
بطاريات LFP أكثر كفاءة إلى حد ما وأداء أفضل قليلا عندما تكون حالة الشحن منخفضة، في حين أن بطاريات NMC يمكن أن تتحمل درجات الحرارة الباردة بشكل أفضل.الأداء مقارن بين بطاريات NMC و LFP لتطبيقات تخزين الطاقةبطاريات NMC تميل إلى أن يكون لها كثافة طاقة أعلى قليلا، مما يسمح لها بإفراغ وشحن بمعدلات أعلى مقارنة ببطاريات LFP. في حين أن هذا مفيد لبعض التطبيقات،قدرات الطاقة المحددة لـ LFP كافية لتطبيقات تخزين الطاقة الثابتةبطاريات NMC تعمل بشكل جيد ولكن لديها عمر بطارية ضعيف وبطاريات LFP تعمل بشكل سيء ولكن لديها عمر بطارية جيد.
عمر الدورة
عمر دورة البطارية هو عدد دورات الشحن والتفريغ الكاملة التي يمكنها التعامل معها قبل أن تبدأ مجموعة البطارية في فقدان السعة.حياة دورة أطول سوف تؤدي دائما إلى حياة أطول من البطارية. وجود عمر دورة قصيرة يمكن أن ينتهي بك الأمر إلى تكلفة أكثر من المال على المدى الطويل كما قد تحتاج إلى استبدال البطارية في كثير من الأحيان.عمر دورة بطارية NMC عادة حوالي 800 مرة، في حين أن عمر دورة بطارية LFP يمكن أن يصل إلى 3000 مرة وأكثر من 6000 مرة إذا تم استخدامها بشكل صحيح.
التكلفة
بطاريات LFP عادة ما تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة لكل دورة، مما يجعلها جذابة للتطبيقات التي تكون فيها كفاءة التكلفة على المدى الطويل ضرورية.مع كثافة الطاقة العاليةومع ذلك، فإن أدائها وحجمها المدمج تجعلها فعالة من حيث التكلفة في التطبيقات التي تقتصر فيها القيود على المساحة والوزن.
التأثير البيئي
LiFePO4 هي بطارية على أساس الحديد ذات خصائص أكثر صديقة للبيئة من NMC. مصنوع مادة الكاثود من LiFePO4 من الحديد ، وهو واحد من أكثر العناصر وفرة على الأرض.كما أنه سهل جداً ورخيص لإعادة التدوير، مما يجعل LiFePO4 خيارًا أفضل للاهتمامات البيئية من بطاريات NMC التي تتكون من النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC). المكونات الكيميائية NMC ليست وفيرة مثل الحديد.هذا يعني أنه سيكون من الصعب الحصول عليها في المستقبل، مما يعني أنه بمجرد استنفادها، سيكون من الصعب استبدالها بشكل كبير من بطاريات LiFePO4.تحتوي خلايا NMC على خليط من المعادن التي تشكل مخاطر على بيئتنا عندما يتم التخلص منها بشكل غير صحيح.
الاستنتاج
بطاريات الليثيوم الحديدي الفوسفات (LFP) والنيكل المانغنيز الكوبالت (NMC) هي تقنيتين بارزتين للبطاريات الليثيوم أيون، كل منها له مجموعة فريدة من الخصائص والمزايا.عندما يتعلق الأمر باختيار بين LFP أو NMCلا يمكن شحن خلايا LFP في درجات حرارة منخفضة، لذلك إذا كنت تخطط لاستخدام بطاريتك في درجات حرارة منخفضة، فإن NMC هو الخيار الأفضل.خلايا NMC هي أكثر كثافة طاقة من خلايا LFP، لذلك إذا كنت بحاجة إلى بطارية أصغر NMC هو نوع البطارية بالنسبة لك. كيمياء LFP، ومع ذلك، هو أكثر أمانا بكثير من كيمياء الليثيوم أيون NMC والخلايا LFP هي أقل عرضة لارتفاع درجة الحرارة.إذا كانت السلامة هي أكبر مخاوفككما أن منحنى الجهد في خلايا LFP يتطابق بشكل أقرب مع بطاريات حمض الرصاص ، مما يجعل LFP أفضل خيار كبديل لحمض الرصاص.فائدة رئيسية أخرى للكيمياء LFP هي حياتها دورة طويلة للغايةحيث يمكن أن تستمر خلايا NMC من 500 إلى 800 دورة ، يمكن أن تستمر خلايا LFP 5000 دورة أو أكثر.
تقنيات بطارية LFP مقابل NMC هي اثنين من الخيارات الأكثر شعبية في تخزين الطاقة ، كل منها يحصل على اهتمام كبير لمزاياه الفريدة.
بطاريات الليثيوم الفوسفات الحديدي
باطاريات LFP تستخدم فوسفات الحديد الليثيوم كمواد كاتودية، وتوفر فولتاج ثابت من حوالي 3.2 فولت. المواد التي تشكل بطاريات LFP أكثر وفرة، أرخص،وأقل سمية (وهذا يجعل إعادة تدويرها أسهل) من تلك الموجودة في NMCهذه الكيمياء توفر العديد من المزايا المتميزة على أنواع بطاريات ليثيوم أيون الأخرى، مما يجعلها مثالية للتطبيقات مثل أنظمة تخزين الطاقة المتجددة، والمعدات الصناعية،وحلول الطاقة خارج الشبكة حيث السلامة، والمتانة، وطول العمر ضرورية.
بطاريات الليثيوم النيكل المانغنيز الكوبالت
تتكون بطاريات NMC من مزيج من النيكل والكوبالت والمنغنيز للكاثود ، مع الجرافيت على جانب الأندود. النيكل هو المصدر الرئيسي لتخزين الطاقة مع طاقة عالية محددة ،ولكنه يحتاج إلى المنغنيز والكوبالت لتحقيق الاستقرار وتوفير الطاقة المطلوبةفهي عادة ما تقدم جهد أعلى حوالي 3.7 فولت، والتي توجد عادة في المركبات الكهربائية، والإلكترونيات المحمولة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والأجهزة الطبية،والأدوات الكهربائية بسبب كثافة الطاقة العالية، التصميم المدمج، والتنوع.
مقارنة NMC مقابل LFP
لفهم الفرق في الأداء بين بطاريات LiFePO4 و NMC، من المفيد أن يكون لدينا نظرة عامة على خصائص البطارية بشكل عام.فهم اختلافاتهم يسمح لنا بتحديد أفضل حل بناء على احتياجات كل تطبيق.
كثافة الطاقة
كثافة الطاقة لبطارية هي مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها لكل وحدة كتلة.كثافة طاقة أعلى مثالية لأن هذا يعني أنه يمكنك صنع بطارية أصغر تخزن الكثير من الطاقةالطاقة النوعية لـ LFP ، تتراوح من 90 إلى 120 Wh / kg ، أقل من NMC (150 إلى 220 Wh / kg).
السلامة
بطاريات NMC لديها كيمياء مستقرة ولكن هناك بعض أنماط الفشل التي يمكن أن تؤدي إلى إطلاق غاز الأكسجين. إذا لم يتم تهوية هذا الغاز بشكل صحيح ، فقد يؤدي إلى انفجار.إذا كان هذا الغاز يتم تهوية بشكل صحيح، لا يزال خطراً للغاية لأنه يؤدي إلى طائرة نارية تخرج من البطارية.
الخصائص الكيميائية والإطار الهيكلي للخلية LFP نفسها مستقرة جدا حتى لو تم اختراقها، وضغطها بقوة،لكن التدخين في أحسن الأحوال.
الأداء
بطاريات LFP أكثر كفاءة إلى حد ما وأداء أفضل قليلا عندما تكون حالة الشحن منخفضة، في حين أن بطاريات NMC يمكن أن تتحمل درجات الحرارة الباردة بشكل أفضل.الأداء مقارن بين بطاريات NMC و LFP لتطبيقات تخزين الطاقةبطاريات NMC تميل إلى أن يكون لها كثافة طاقة أعلى قليلا، مما يسمح لها بإفراغ وشحن بمعدلات أعلى مقارنة ببطاريات LFP. في حين أن هذا مفيد لبعض التطبيقات،قدرات الطاقة المحددة لـ LFP كافية لتطبيقات تخزين الطاقة الثابتةبطاريات NMC تعمل بشكل جيد ولكن لديها عمر بطارية ضعيف وبطاريات LFP تعمل بشكل سيء ولكن لديها عمر بطارية جيد.
عمر الدورة
عمر دورة البطارية هو عدد دورات الشحن والتفريغ الكاملة التي يمكنها التعامل معها قبل أن تبدأ مجموعة البطارية في فقدان السعة.حياة دورة أطول سوف تؤدي دائما إلى حياة أطول من البطارية. وجود عمر دورة قصيرة يمكن أن ينتهي بك الأمر إلى تكلفة أكثر من المال على المدى الطويل كما قد تحتاج إلى استبدال البطارية في كثير من الأحيان.عمر دورة بطارية NMC عادة حوالي 800 مرة، في حين أن عمر دورة بطارية LFP يمكن أن يصل إلى 3000 مرة وأكثر من 6000 مرة إذا تم استخدامها بشكل صحيح.
التكلفة
بطاريات LFP عادة ما تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة لكل دورة، مما يجعلها جذابة للتطبيقات التي تكون فيها كفاءة التكلفة على المدى الطويل ضرورية.مع كثافة الطاقة العاليةومع ذلك، فإن أدائها وحجمها المدمج تجعلها فعالة من حيث التكلفة في التطبيقات التي تقتصر فيها القيود على المساحة والوزن.
التأثير البيئي
LiFePO4 هي بطارية على أساس الحديد ذات خصائص أكثر صديقة للبيئة من NMC. مصنوع مادة الكاثود من LiFePO4 من الحديد ، وهو واحد من أكثر العناصر وفرة على الأرض.كما أنه سهل جداً ورخيص لإعادة التدوير، مما يجعل LiFePO4 خيارًا أفضل للاهتمامات البيئية من بطاريات NMC التي تتكون من النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC). المكونات الكيميائية NMC ليست وفيرة مثل الحديد.هذا يعني أنه سيكون من الصعب الحصول عليها في المستقبل، مما يعني أنه بمجرد استنفادها، سيكون من الصعب استبدالها بشكل كبير من بطاريات LiFePO4.تحتوي خلايا NMC على خليط من المعادن التي تشكل مخاطر على بيئتنا عندما يتم التخلص منها بشكل غير صحيح.
الاستنتاج
بطاريات الليثيوم الحديدي الفوسفات (LFP) والنيكل المانغنيز الكوبالت (NMC) هي تقنيتين بارزتين للبطاريات الليثيوم أيون، كل منها له مجموعة فريدة من الخصائص والمزايا.عندما يتعلق الأمر باختيار بين LFP أو NMCلا يمكن شحن خلايا LFP في درجات حرارة منخفضة، لذلك إذا كنت تخطط لاستخدام بطاريتك في درجات حرارة منخفضة، فإن NMC هو الخيار الأفضل.خلايا NMC هي أكثر كثافة طاقة من خلايا LFP، لذلك إذا كنت بحاجة إلى بطارية أصغر NMC هو نوع البطارية بالنسبة لك. كيمياء LFP، ومع ذلك، هو أكثر أمانا بكثير من كيمياء الليثيوم أيون NMC والخلايا LFP هي أقل عرضة لارتفاع درجة الحرارة.إذا كانت السلامة هي أكبر مخاوفككما أن منحنى الجهد في خلايا LFP يتطابق بشكل أقرب مع بطاريات حمض الرصاص ، مما يجعل LFP أفضل خيار كبديل لحمض الرصاص.فائدة رئيسية أخرى للكيمياء LFP هي حياتها دورة طويلة للغايةحيث يمكن أن تستمر خلايا NMC من 500 إلى 800 دورة ، يمكن أن تستمر خلايا LFP 5000 دورة أو أكثر.
