ขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนวัสดุลิเธียมเหล็กฟอสเฟตนั้นมีข้อดีอย่างมากในด้านความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และอายุการใช้งาน ซึ่งเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่กำลังสูง แบตเตอรี่ Lifepo4 ที่มีการชาร์จและคายประจุ 1C สามารถใช้งานได้ถึง 2000 รอบ ไม่ระเบิดเมื่อถูกเจาะ และไม่ไหม้หรือระเบิดง่ายเมื่อชาร์จเกิน วัสดุแคโทดลิเธียมเหล็กฟอสเฟตทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความจุสูงใช้งานแบบอนุกรมได้ง่ายขึ้น
ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทด
แบตเตอรี่ Lifepo4 หมายถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุขั้วบวก วัสดุขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ได้แก่ ลิเธียมโคบอลเตต ลิเธียมแมงกาเนต ลิเธียมนิเกลเลต วัสดุไตรภาค ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต และอื่นๆ ในบรรดาวัสดุเหล่านี้ ลิเธียมโคบอลเตตเป็นวัสดุขั้วบวกที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ โดยหลักการแล้ว ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตก็เป็นกระบวนการฝังตัวและแยกตัวเช่นกัน หลักการนี้เหมือนกับลิเธียมโคบอลเตตและลิเธียมแมงกาเนต
ข้อดีของแบตเตอรี่ LiFePO4
1. ประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุสูง
แบตเตอรี่ Lifepo4 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จซ้ำได้ วัตถุประสงค์หลักอย่างหนึ่งคือใช้เป็นแบตเตอรี่จ่ายไฟ มีข้อดีเหนือกว่าแบตเตอรี่ NI-MH และ Ni-Cd อย่างมาก แบตเตอรี่ Lifepo4 มีประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุสูง โดยประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุสามารถสูงถึงกว่า 90% ภายใต้สภาวะการคายประจุ ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีประสิทธิภาพประมาณ 80%
2. แบตเตอรี่ LiFePO4 ประสิทธิภาพความปลอดภัยสูง
พันธะ PO ในผลึกลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีความเสถียรและสลายตัวได้ยาก ไม่ยุบตัวหรือเกิดความร้อนเหมือนลิเธียมโคบอลเตต หรือก่อให้เกิดสารออกซิไดซ์ที่รุนแรงแม้ในอุณหภูมิสูงหรือการชาร์จไฟเกิน ดังนั้นจึงมีความปลอดภัยสูง ในการใช้งานจริง พบว่าตัวอย่างส่วนเล็ก ๆ มีปรากฏการณ์การไหม้ในระหว่างการทดสอบการลัดวงจรหรือการเจาะ แต่ไม่มีเหตุการณ์ระเบิดเกิดขึ้น ในการทดลองการชาร์จไฟเกิน ใช้แรงดันไฟฟ้าสูงที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าการคายประจุเองหลายเท่า และพบว่ายังคงมีปรากฏการณ์การระเบิดเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ความปลอดภัยในการชาร์จไฟเกินได้รับการปรับปรุงอย่างมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์แบบอิเล็กโทรไลต์เหลวทั่วไป
3. แบตเตอรี่ Lifepo4 มีอายุการใช้งานยาวนาน
แบตเตอรี่ Lifepo4 หมายถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุขั้วบวก แบตเตอรี่ตะกั่วกรดอายุการใช้งานยาวนานมีอายุการใช้งานประมาณ 300 รอบ และสูงสุดคือ 500 รอบ ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอายุการใช้งานมากกว่า 2000 รอบ และการชาร์จแบบมาตรฐาน (อัตรา 5 ชั่วโมง) สามารถใช้งานได้ถึง 2000 รอบ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดคุณภาพเดียวกันมีอายุการใช้งาน "ใหม่ครึ่งปี เก่าครึ่งปี บำรุงรักษาและซ่อมแซมครึ่งปี" สูงสุด 1-1.5 ปี ในขณะที่แบตเตอรี่ Lifepo4 หากใช้งานภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน อายุการใช้งานตามทฤษฎีจะอยู่ที่ 7-8 ปี เมื่อพิจารณาโดยรวมแล้ว อัตราส่วนประสิทธิภาพต่อราคาตามทฤษฎีจะสูงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมากกว่าสี่เท่า สามารถชาร์จและคายประจุได้อย่างรวดเร็วด้วยกระแสสูงถึง 2C เมื่อใช้เครื่องชาร์จพิเศษ แบตเตอรี่สามารถชาร์จจนเต็มได้ภายใน 1.5 นาที ด้วยกระแสไฟชาร์จ 1.5C และกระแสไฟเริ่มต้นสามารถสูงถึง 2C ซึ่งแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปไม่มีประสิทธิภาพเช่นนี้
4. ประสิทธิภาพด้านอุณหภูมิที่ดี
อุณหภูมิสูงสุดของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสามารถสูงถึง 350-500 องศาเซลเซียส ในขณะที่ลิเธียมแมงกาเนตและลิเธียมโคบอลเตตอยู่ที่ประมาณ 200 องศาเซลเซียสเท่านั้น ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีช่วงอุณหภูมิการใช้งานกว้าง (-20 องศาเซลเซียส ถึง +75 องศาเซลเซียส) และทนต่ออุณหภูมิสูง อุณหภูมิสูงสุดของการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสามารถสูงถึง 350-500 องศาเซลเซียส ในขณะที่ลิเธียมแมงกาเนตและลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์อยู่ที่ 200 องศาเซลเซียสเท่านั้น
5. แบตเตอรี่ Lifepo4 ความจุสูง
แบตเตอรี่ชนิดนี้มีความจุมากกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป (เช่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรด) โดยมีความจุต่อหน่วยตั้งแต่ 5AH ถึง 1000AH
6. ไม่มีผลกระทบต่อหน่วยความจำ
แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ทำงานภายใต้สภาวะที่มักจะไม่คายประจุจนหมด และความจุจะลดลงต่ำกว่าความจุที่กำหนดอย่างรวดเร็ว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์หน่วยความจำ หน่วยความจำเกิดขึ้นกับแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์และนิกเกิลแคดเมียม แต่แบตเตอรี่ LiFePO4 ไม่มีปรากฏการณ์นี้ ไม่ว่าแบตเตอรี่จะอยู่ในสถานะใด ก็สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องคายประจุและชาร์จใหม่ 7. แบตเตอรี่ LiFePO4 มีน้ำหนักเบา
แบตเตอรี่ LiFePO4 ที่มีสเปคความจุเท่ากัน จะมีปริมาตรเป็น 2/3 ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด และมีน้ำหนักเป็น 1/3 ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
8. แบตเตอรี่ Lifepo4เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมถือว่าปราศจากโลหะหนักและโลหะหายาก (แบตเตอรี่ Ni-MH ต้องใช้โลหะหายาก) ปลอดสารพิษ (ได้รับการรับรองจาก SGS) ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ สอดคล้องกับข้อกำหนด RoHS ของยุโรป จึงเป็นใบรับรองแบตเตอรี่สีเขียวอย่างแท้จริง ดังนั้นเหตุผลหลักที่แบตเตอรี่ลิเธียมได้รับความนิยมจากอุตสาหกรรมคือการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมจึงถูกรวมอยู่ในแผนพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งชาติ “863” ในช่วง “แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 10” และกลายเป็นโครงการพัฒนาที่ได้รับการสนับสนุนและส่งเสริมที่สำคัญของประเทศ ด้วยการที่จีนเข้าร่วมองค์การการค้าโลก (WTO) ปริมาณการส่งออกจักรยานไฟฟ้าของจีนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และจักรยานไฟฟ้าที่เข้าสู่ยุโรปและสหรัฐอเมริกาจะต้องติดตั้งแบตเตอรี่ที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขึ้นอยู่กับวัสดุขั้วบวกและขั้วลบเป็นหลัก ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมที่เพิ่งปรากฏขึ้นในไม่กี่ปีมานี้ ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยและอายุการใช้งานนั้นเหนือกว่าวัสดุอื่นๆ ซึ่งเป็นตัวชี้วัดทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ Lifepo4 มีข้อดีคือ ปลอดสารพิษ ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ มีประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่ดี มีวัตถุดิบให้เลือกหลากหลาย ราคาถูก และอายุการใช้งานยาวนาน จึงเป็นวัสดุขั้วบวกที่เหมาะสมสำหรับแบตเตอรี่รุ่นใหม่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน