Varnost je polnopravna zasnova z litijevimi baterijami in to z dobrim razlogom. Kot smo že videli, kemija in gostota energije, ki omogočata tako dobro delovanje litij-ionskih baterij, sta tudi vnetljiva, zato ob okvari baterij pogosto naredijo spektakularen in nevaren nered.
Vse litijeve kemije niso ustvarjene enako. Pravzaprav večina ameriških potrošnikov - elektronskih navdušencev - pozna le omejeno paleto litijevih raztopin. Najpogostejše različice so zgrajene iz sestavkov kobaltovega oksida, manganovega oksida in nikljevega oksida.
Najprej stopimo korak nazaj v čas. Litij-ionske baterije so veliko novejša novost in se pojavljajo šele zadnjih 25 let. V tem času so litijeve tehnologije povečale svojo priljubljenost, saj so se izkazale za koristne pri napajanju manjše elektronike - kot so prenosniki in mobilni telefoni. A kot se morda spomnite iz več novic v zadnjih letih, so tudi litij-ionske baterije pridobile sloves, da so se lovile ognja. Do zadnjih let je bil to eden glavnih razlogov, da litij ni bil pogosto uporabljen za ustvarjanje velikih baterij.
Potem pa je prišel zraven litijev železov fosfat (LiFePO4). Ta novejša vrsta litijeve raztopine je bila sama po sebi negorljiva, hkrati pa je omogočala nekoliko nižjo gostoto energije. LiFePO4 baterije niso bile samo varnejše, temveč so imele številne prednosti pred drugimi litijevimi kemikalijami, zlasti za aplikacije z visoko močjo, kot je obnovljiva energija.
Preden se poglobimo v varnostne značilnosti litijevega železovega fosfata, se osvežimo, kako se najprej pojavijo okvare litijeve baterije.
Litij-ionske baterije eksplodirajo, ko se baterija takoj napolni ali ko se tekoče kemikalije pomešajo s tujimi nečistočami in se vnamejo. To se običajno zgodi na tri načine: fizična škoda, prekomerno polnjenje ali razgradnja elektrolita.
Na primer, če je notranji separator ali polnilno vezje poškodovan ali ne deluje pravilno, potem ni varnostnih ovir, ki bi preprečile, da bi se elektroliti združili in povzročili eksplozivno kemično reakcijo, ki nato pretrga embalažo akumulatorja, kemično suspenzijo združi s kisikom in takoj vžge vse komponente.
Obstaja nekaj drugih načinov, kako lahko litijeve baterije eksplodirajo ali se vnamejo, vendar so najpogostejši takšni scenariji odtekanja toplote. Pogost je sicer sorazmeren izraz, saj litij-ionske baterije napajajo večino izdelkov za ponovno polnjenje na trgu in zelo redko se zgodi, da pride do obsežnih odpoklicev ali varnostnih strahov.
Čeprav litijev železov fosfat (LiFePO4) baterije niso ravno nove, na svetovnih komercialnih trgih šele začenjajo vleči. Tukaj je hitra razčlenitev, kaj naredi LiFePO4 baterije varnejše od drugih rešitev litijeve baterije.
LiFePO4 baterije so najbolj znane po svojem močnem varnostnem profilu, ki je rezultat izjemno stabilne kemije. Baterije na osnovi fosfata ponujajo vrhunsko kemijsko in mehansko strukturo, ki se ne pregreje do nevarnih ravni. Tako zagotovimo večjo varnost pred litij-ionskimi baterijami, izdelanimi iz drugih katodnih materialov.
To je zato, ker sta nabita in nenapolnjena stanja LiFePO4 fizično podobna in zelo robustna, kar omogoča, da ioni ostanejo stabilni med pretokom kisika, ki se dogaja ob ciklih polnjenja ali morebitnih okvarah. Na splošno je vez železov fosfat-oksid močnejša od vezi kobalt-oksid, zato, ko je baterija preveč napolnjena ali je fizično poškodovana, ostane fosfat-oksidna vez strukturno stabilna; ker se v drugih litijevih kemijah vezi začnejo razgrajevati in sproščati prekomerno toploto, kar sčasoma privede do toplotnega odtekanja.
Celice litijevega fosfata so negorljive, kar je pomembna značilnost v primeru napačnega ravnanja med polnjenjem ali praznjenjem. Lahko prenesejo tudi težke pogoje, pa naj gre za zmrzovanje mraza, vročino ali neurejen teren.
Če so izpostavljeni nevarnim dogodkom, kot sta trk ali kratek stik, ne bodo eksplodirali ali se vžgali, kar bi znatno zmanjšalo morebitno škodo. Če izberete litijevo baterijo in predvidevate uporabo v nevarnih ali nestabilnih okoljih, je LiFePO4 verjetno najboljša izbira.
Večina baterij LiFePO4 ima tudi sistem za upravljanje baterij (BMS), ki ima številne dodatne varnostne funkcije, vključno z; zaščita pred prenapetostjo, prenapetostjo, podnapetostjo in pregrevanjem, celice pa so v ohišju iz nerjavečega jekla, odpornem proti eksplozijam.
Omeniti velja tudi, da baterije LiFePO4 niso strupene, ne onesnažujejo in ne vsebujejo redkih zemeljskih kovin, zaradi česar so okolju prijazna izbira. Svinčeve kisline in litijeve baterije iz nikljevega oksida predstavljajo veliko okoljsko tveganje (zlasti svinčevo kislino, saj notranje kemikalije poslabšajo strukturo ekipe in sčasoma povzročijo puščanje). V primerjavi s svinčenimi in drugimi litijevimi baterijami litijeve železove fosfatne baterije ponujajo pomembne prednosti, vključno z izboljšano učinkovitostjo praznjenja in polnjenja, daljšo življenjsko dobo in zmožnostjo globokega cikla, hkrati pa ohranjajo zmogljivost. Baterije LiFePO4 imajo pogosto višjo ceno, vendar so zaradi veliko boljših stroškov v življenjski dobi izdelka, minimalnega vzdrževanja in redke zamenjave vredna naložba in varnejša dolgoročna rešitev.
Vprašanja? Prosim kontaktiraj nas!
100% varno plačilo
