Baterai LiFePO4

Laporan Kuartal 3 tahun 2021 Tesla mengumumkan transisi ke baterai LiFePO4 sebagai standar baru pada kendaraannya.Tapi apa sebenarnya baterai LiFePO4 itu?

NEW YORK, NEW YORK, AS, 26 Mei 2022 /EINPresswire.com / — Apakah ini alternatif yang lebih baik untuk baterai Li-Ion?Apa yang membedakan baterai ini dengan baterai lainnya?

Pengantar Baterai LiFePO4

Baterai lithium iron phosphate (LFP) adalah baterai lithium-ion dengan tingkat pengisian dan pengosongan yang lebih cepat.Ini adalah baterai yang dapat diisi ulang dengan LiFePO4 sebagai katoda dan elektroda karbon grafit dengan lapisan logam sebagai anoda.

Baterai LiFePO4 memiliki kepadatan energi yang lebih rendah dibandingkan baterai lithium-ion dan voltase pengoperasian yang lebih rendah.Mereka memiliki tingkat debit rendah dengan kurva horizontal dan lebih aman dibandingkan Li-ion.Baterai ini juga dikenal sebagai baterai litium ferrofosfat.

Penemuan Baterai LiFePO4

Baterai LiFePO4 ditemukan oleh John B. Goodenough dan Arumugam Manthiram.Mereka termasuk orang pertama yang menentukan bahan yang digunakan dalam baterai lithium-ion.Bahan anoda tidak ideal untuk baterai litium-ion karena kecenderungannya untuk langsung mengalami korsleting.

Para ilmuwan menemukan bahwa bahan katoda lebih baik dibandingkan dengan katoda baterai lithium-ion.Hal ini terutama terlihat pada varian baterai LiFePO4.Mereka meningkatkan stabilitas dan konduktivitas serta meningkatkan berbagai aspek lainnya.

Saat ini, baterai LiFePO4 ditemukan di mana-mana dan memiliki berbagai kegunaan, termasuk digunakan di kapal, tata surya, dan kendaraan.Baterai LiFePO4 bebas kobalt dan lebih murah dibandingkan kebanyakan alternatif lainnya.Ini tidak beracun dan memiliki umur simpan yang lebih lama.

Spesifikasi Baterai LFP -

Fungsi Sistem Manajemen Baterai pada Baterai LFP

Baterai LFP terdiri dari lebih dari sekedar sel yang terhubung;mereka memiliki sistem yang memastikan baterai tetap dalam batas aman.Sistem manajemen baterai (BMS) menjaga, mengontrol, dan memantau baterai dalam kondisi pengoperasian untuk memastikan keamanan dan memperpanjang masa pakai baterai.

Fungsi Sistem Manajemen Baterai pada Baterai LFP -

Meskipun sel litium besi fosfat lebih toleran, namun rentan terhadap tegangan berlebih selama pengisian daya, sehingga menurunkan kinerja.Bahan yang digunakan pada katoda berpotensi rusak dan kehilangan stabilitasnya.BMS mengatur keluaran setiap sel dan memastikan tegangan maksimum baterai tetap terjaga.

Ketika bahan elektroda terdegradasi, Tegangan Rendah menjadi masalah yang serius.Jika tegangan sel mana pun turun di bawah ambang batas yang ditentukan, BMS akan memutus baterai dari rangkaian.Ini juga berfungsi sebagai penahan dalam kondisi arus lebih dan akan mematikan operasinya jika terjadi hubungan arus pendek.

Baterai LiFePO4 vs. Baterai Lithium-Ion

Baterai LiFePO4 tidak cocok untuk perangkat wearable seperti jam tangan.Baterai ini memiliki kepadatan energi yang lebih rendah dibandingkan baterai litium lainnya.Namun, mereka adalah yang terbaik untuk sistem energi surya, RV, kereta golf, perahu bass, dan sepeda motor listrik.

★Salah satu keunggulan utama baterai ini adalah masa pakainya.

Baterai ini dapat bertahan 4x lebih lama dibandingkan baterai lainnya.Bahan ini lebih aman dan dapat mencapai kedalaman pembuangan hingga 100%, yang berarti dapat digunakan untuk jangka waktu yang lebih lama.

Di bawah ini adalah alasan tambahan mengapa baterai ini merupakan alternatif yang lebih baik daripada baterai Li-ion.

★Biaya Rendah

Baterai LFP terdiri dari besi dan fosfor, ditambang dalam skala besar, dan harganya murah.Harga baterai LFP diperkirakan 70 persen lebih rendah per kg dibandingkan baterai NMC yang kaya nikel.Komposisi kimianya memberikan keuntungan biaya.Harga sel terendah yang dilaporkan untuk baterai LFP turun di bawah $100/kWh untuk pertama kalinya pada tahun 2020.

★Dampak Lingkungan Kecil
Baterai LFP tidak mengandung nikel atau kobalt, yang harganya mahal dan berdampak besar terhadap lingkungan.Baterai ini dapat diisi ulang yang menunjukkan keramahan lingkungannya.

★Peningkatan Efisiensi dan Kinerja
Baterai LFP dikenal dengan siklus masa pakainya yang panjang, menjadikannya pilihan populer untuk aplikasi yang memerlukan keluaran daya yang andal dan konsisten dari waktu ke waktu.Baterai ini mengalami tingkat kehilangan kapasitas yang lebih lambat dibandingkan baterai lithium-ion lainnya, sehingga membantu mempertahankan kinerjanya dalam jangka panjang.Selain itu, baterai ini memiliki voltase pengoperasian yang lebih rendah, sehingga resistansi internalnya lebih kecil dan kecepatan pengisian/pengosongannya lebih cepat.

★Peningkatan Keamanan dan Stabilitas
Baterai LFP stabil secara termal dan kimia, sehingga kecil kemungkinannya meledak atau terbakar.LFP menghasilkan seperenam panas dari NMC yang kaya nikel.Karena ikatan Co-O lebih kuat pada baterai LFP, atom oksigen dilepaskan lebih lambat jika terjadi arus pendek atau panas berlebih.Selain itu, tidak ada litium yang tersisa dalam sel yang terisi penuh, menjadikannya sangat tahan terhadap kehilangan oksigen dibandingkan dengan reaksi eksotermik yang terlihat pada sel litium lainnya.

★Kecil dan Ringan
Baterai LFP hampir 50% lebih ringan dibandingkan baterai litium mangan oksida.Baterai ini 70% lebih ringan dibandingkan baterai timbal-asam.Saat Anda menggunakan baterai LiFePO4 di dalam kendaraan, Anda menggunakan lebih sedikit bahan bakar dan memiliki kemampuan manuver yang lebih baik.Mereka juga kecil dan kompak, memungkinkan Anda menghemat ruang di skuter, perahu, RV, atau aplikasi industri Anda.

Baterai LiFePO4 vs. Baterai Non-Litium
Baterai non-lithium memiliki sejumlah keunggulan tetapi kemungkinan besar akan diganti dalam jangka menengah mengingat potensi baterai LiFePo4 baru karena teknologi lama mahal dan kurang efisien.

☆ Baterai Asam Timbal
Baterai timbal-asam mungkin tampak hemat biaya pada awalnya, namun akhirnya menjadi lebih mahal dalam jangka panjang.Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa mereka memerlukan perawatan dan penggantian yang lebih sering.Baterai LiFePO4 akan bertahan 2-4 kali lebih lama tanpa memerlukan perawatan.

☆ Baterai Gel
Baterai gel, seperti baterai LiFePO4, tidak perlu sering diisi ulang dan tidak kehilangan daya saat disimpan.Namun baterai gel mengisi daya lebih lambat.Mereka harus diputuskan sambungannya segera setelah terisi penuh untuk menghindari kerusakan.

☆ Baterai RUPS
Meskipun baterai AGM berisiko tinggi rusak di bawah kapasitas 50%, baterai LiFePO4 dapat habis seluruhnya tanpa risiko kerusakan apa pun.Selain itu, sulit untuk mempertahankannya.

Aplikasi untuk Baterai LiFePO4
Baterai LiFePO4 memiliki banyak kegunaan yang berharga, termasuk

●Perahu Nelayan dan Kayak: Anda dapat menghabiskan lebih banyak waktu di atas air dengan waktu pengisian daya yang lebih sedikit dan waktu pengoperasian yang lebih lama.Bobot yang lebih ringan membuat penanganan lebih mudah dan lebih cepat selama kompetisi memancing dengan risiko tinggi.

●Mobilitas skuter dan moped: Tidak ada beban mati yang dapat memperlambat Anda.Isi daya baterai Anda hingga kurang dari kapasitas penuh untuk perjalanan spontan tanpa merusaknya.

●Konfigurasi tenaga surya: Bawalah baterai LiFePO4 yang ringan ke mana pun Anda pergi (bahkan saat mendaki gunung atau di luar jaringan listrik) untuk memanfaatkan tenaga matahari.

●Penggunaan komersial: Ini adalah baterai litium teraman dan terberat sehingga ideal untuk aplikasi industri seperti mesin lantai, pintu lift, dan banyak lagi.

Selain itu, baterai litium besi fosfat memberi daya pada banyak perangkat lain seperti senter, rokok elektronik, peralatan radio, penerangan darurat, dan barang lainnya.

Kemungkinan Implementasi LFP Skala Luas
Meskipun baterai LFP lebih murah dan lebih stabil dibandingkan baterai alternatif, kepadatan energi telah menjadi hambatan besar dalam penerapannya secara luas.Baterai LFP memiliki kepadatan energi yang jauh lebih rendah, berkisar antara 15 dan 25%.Namun, hal ini diubah dengan menggunakan elektroda yang lebih tebal seperti yang digunakan pada Model 3 buatan Shanghai, yang memiliki kepadatan energi 359Wh/liter.

Karena masa pakai baterai LFP yang panjang, baterai ini memiliki kapasitas lebih besar dibandingkan baterai Li-ion dengan bobot yang sebanding.Artinya, kepadatan energi baterai ini akan semakin serupa seiring berjalannya waktu.

Hambatan lain terhadap adopsi massal adalah Tiongkok mendominasi pasar karena banyaknya paten LFP.Ketika paten ini habis masa berlakunya, terdapat spekulasi bahwa produksi LFP, seperti halnya manufaktur kendaraan, akan dilokalisasi.

Produsen mobil besar seperti Ford, Volkswagen, dan Tesla semakin banyak memanfaatkan teknologi ini dengan mengganti formulasi nikel atau kobalt.Pengumuman Tesla baru-baru ini dalam pembaruan triwulanannya hanyalah permulaan.Tesla juga memberikan pembaruan singkat pada paket baterai 4680, yang akan memiliki kepadatan dan jangkauan energi lebih tinggi.Tesla juga mungkin akan menggunakan konstruksi “cell-to-pack” untuk memadatkan lebih banyak sel dan mengakomodasi kepadatan energi yang lebih rendah.

Meskipun usianya sudah tua,LFPdan pengurangan biaya baterai mungkin penting dalam mempercepat adopsi kendaraan listrik secara massal.Pada tahun 2023, harga litium-ion diperkirakan akan mendekati $100/kWh.LFP memungkinkan produsen mobil untuk menekankan faktor-faktor seperti kenyamanan atau waktu pengisian ulang, bukan hanya harga.