უსაფრთხოება არის სრულფასოვანი დიზაინის მახასიათებელი ლითიუმის ბატარეებით და ეს კარგი მიზეზია. როგორც ყველამ ვნახეთ, ქიმია და ენერგიის სიმკვრივე, რომელიც საშუალებას აძლევს ლითიუმ-იონურ ბატარეებს იმდენად კარგად იმუშაონ, ისინი ასევე აალებადია, ასე რომ, როდესაც ბატარეები გაუმართავად მუშაობენ, ისინი ხშირად ქმნიან სანახაობრივ და საშიშ არეულობას.
ყველა ლითიუმის ქიმიკოსი არ არის შექმნილი თანაბარი. სინამდვილეში, ამერიკელი მომხმარებლების უმეტესი ნაწილი - ელექტრონული ენთუზიასტები, მხოლოდ ნაცნობი ლითიუმის გადაწყვეტილებების შეზღუდულია. ყველაზე გავრცელებული ვერსიები აგებულია კობალტის ოქსიდის, მანგანუმის ოქსიდის და ნიკელის ოქსიდის ფორმულირებებისგან.
ჯერ ერთი, გადავდოთ ნაბიჯი უკან. ლითიუმის-იონური ბატარეები ბევრად უფრო ახალი სიახლეა და მხოლოდ ბოლო 25 წლის განმავლობაში არსებობს. ამ დროის განმავლობაში, ლითიუმის ტექნოლოგიები გაიზარდა პოპულარობით, რადგან ისინი დაადასტურეს, რომ ღირებული არიან უფრო მცირე ელექტრონიკის შესაქმნელად - ლეპტოპებისა და მობილური ტელეფონების მსგავსად. როგორც მოგეხსენებათ ბოლო წლების განმავლობაში რამდენიმე ახალი ამბავიდან, ლითიუმ-იონის ბატარეებმა ასევე მიიღეს რეპუტაცია ცეცხლის დაჭერისთვის. ბოლო წლებამდე ეს იყო ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი, რის გამოც ლითიუმი არ იყო გამოყენებული დიდი ბატარეის შესაქმნელად.
მაგრამ შემდეგ მოვიდა ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4). ლითიუმის ხსნარის ეს ახალი ტიპი თავისთავად არ იყო წვადი, ხოლო ენერგიის სიმკვრივის ოდნავ დაბალია. LiFePO4 ელემენტები არამარტო უსაფრთხო იყო, მათ ბევრი უპირატესობა ჰქონდათ სხვა ლითიუმის ქიმიკატებთან შედარებით, განსაკუთრებით მაღალი ენერგიის გამოყენებისთვის, მაგალითად, განახლებადი ენერგიით.
სანამ ლითიუმის რკინის ფოსფატის უსაფრთხოების მახასიათებლებს ჩავუღრმავდებით, მოდით განვიხილოთ, თუ როგორ ხდება ლითიუმის აკუმულატორის გაუმართაობა.
ლითიუმ-იონის ბატარეები ფეთქდება, როდესაც ელემენტის სრული დატვირთვა მყისიერად გამოიყოფა, ან როდესაც თხევადი ქიმიკატები შედიან უცხო დამაბინძურებლებთან და ანთებენ. ეს ჩვეულებრივ ხდება სამი გზით: ფიზიკური დაზიანება, ზედმეტი დატვირთვა ან ელექტროლიტების დაშლა.
მაგალითად, თუ შიდა გამყოფი ან დატენვის სქემა დაზიანებულია ან გაუმართავია, მაშინ უსაფრთხოების ბარიერები არ არსებობს ელექტროლიტების შერწყმისა და ასაფეთქებელი ქიმიური რეაქციის გამოსაწვევად, რაც ბატარეის შეფუთვას აფუჭებს, აერთიანებს ქიმიურ ნარევს ჟანგბადთან და მყისიერად ანთებს ყველა კომპონენტს.
ლითიუმის ბატარეების აფეთქების ან ხანძრის რამდენიმე სხვა გზა არსებობს, მაგრამ მსგავსი თერმული გაქცევის სცენარები ყველაზე გავრცელებულია. საერთო არის შედარებითი ტერმინი, რადგან ლითიუმ-იონური ბატარეები ენერგიის ყველაზე მრავალჯერადი დატენვის პროდუქტს აწვდის ბაზარს და საკმაოდ იშვიათია მასშტაბური გაწვევების ან უსაფრთხოების შეშინების შემთხვევები.
მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმის რკინის ფოსფატის (LiFePO4) ელემენტები არ არის ახალი, ისინი ახლავე იღებენ წევას გლობალურ კომერციულ ბაზრებზე. აქ არის სწრაფი ავარია, თუ რა ხდის LiFePO4 ელემენტებს უფრო უსაფრთხოდ, ვიდრე სხვა ლითიუმის ბატარეების გადაწყვეტილებები.
LiFePO4 ელემენტები ყველაზე ცნობილია მათი ძლიერი უსაფრთხოების პროფილით, რაც უკიდურესად სტაბილური ქიმიის შედეგია. ფოსფატზე დაფუძნებული ბატარეები გთავაზობთ უმაღლესი ქიმიურ და მექანიკურ სტრუქტურას, რომელიც არ თბება სახიფათო დონემდე. ამრიგად, უსაფრთხოების გაზრდა სხვა კათოდური მასალებით დამზადებულ ლითიუმ-იონურ ბატარეებზე.
ეს იმიტომ ხდება, რომ LiFePO4 დამუხტული და დატვირთული მდგომარეობები ფიზიკურად მსგავსი და ძლიერ ძლიერია, რაც საშუალებას აძლევს იონებს დარჩეს სტაბილური ჟანგბადის ნაკადის დროს, რაც ხდება მუხტის ციკლებთან ან შესაძლო გაუმართაობებთან ერთად. საერთო ჯამში, რკინის ფოსფატ-ოქსიდის ობლიგაცია უფრო ძლიერია, ვიდრე კობალტ-ოქსიდის ბმა, ამიტომ როდესაც ბატარეა იტვირთება ან ფიზიკურ დაზიანებას განიცდის, ფოსფატ-ოქსიდის კავშირი სტრუქტურულად სტაბილური რჩება; ვინაიდან სხვა ლითიუმის ქიმიკატებში ობლიგაციები იწყებს დაშლას და ზედმეტი სითბოს გამოყოფას, რაც საბოლოოდ იწვევს თერმულ გაქცევას.
ლითიუმის ფოსფატის უჯრედები არ იწვის, რაც მნიშვნელოვანი მახასიათებელია დატენვის ან დათხოვნის დროს არასწორი მოპყრობის შემთხვევაში. მათ ასევე შეუძლიათ გაუძლონ მკაცრ პირობებს, იქნება ეს სიცივე, მწვავე სითბო თუ უხეში რელიეფი.
საშიში მოვლენების დროს, როგორიცაა შეჯახება ან ხანმოკლე ჩართვა, ისინი არ აფეთქებენ ან ცეცხლს არ იკავებენ, რაც საგრძნობლად ამცირებს ზიანის მიყენების შანსს. თუ თქვენ აირჩევთ ლითიუმის ბატარეას და საშიშ ან არასტაბილურ გარემოში გამოყენების მოლოდინი გაქვთ, LiFePO4 სავარაუდოდ თქვენი საუკეთესო არჩევანია.
LiFePO4 ბატარეების უმეტესობას ასევე აქვს ბატარეის მართვის სისტემა (BMS), რომელსაც აქვს მრავალი დამატებითი უსაფრთხოების მახასიათებელი, მათ შორის; ზედმეტი დენის, ზედმეტი ძაბვის, დაქვეითებული და მაღალი ტემპერატურის დაცვა და უჯრედები გამოდის აფეთქებისგან დაცული უჟანგავი ფოლადის გარსაცმით.
აღსანიშნავია ისიც, რომ LiFePO4 ბატარეები არის არატოქსიკური, არა-დამაბინძურებელი და არ შეიცავს იშვიათ მიწათა მეტალებს, რაც მათ ეკოლოგიურად სუფთა არჩევანს წარმოადგენს. ტყვიის მჟავას და ნიკელის ოქსიდის ლითიუმის ბატარეებს ეკოლოგიურად მნიშვნელოვანი რისკი აქვთ (განსაკუთრებით ტყვიის მჟავა, რადგან შინაგანი ქიმიკატები დეგრადირებენ სტრუქტურას გუნდში და საბოლოოდ იწვევს გაჟონვას). ტყვიის მჟავასთან და სხვა ლითიუმის ბატარეებთან შედარებით, ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეები მნიშვნელოვან უპირატესობებს გვთავაზობს, მათ შორის გაუმჯობესებული გამონადენისა და დატენვის ეფექტურობით, სიცოცხლის ხანგრძლივობით და ღრმა ციკლის უნარით მუშაობის შენარჩუნებით. LiFePO4 ბატარეებს ხშირად უფრო მაღალი ფასი აქვთ, მაგრამ პროდუქტის სიცოცხლის განმავლობაში ბევრად უკეთესი ხარჯი, მინიმალური მოვლა და იშვიათი ჩანაცვლება მათ მნიშვნელოვან ინვესტიციად და უფრო გრძელვადიან გადაწყვეტად აქცევს.
კითხვები? გთხოვთ დაგვიკავშირდით!
100% უსაფრთხო გადახდა
