LITHIUM BESI FOSFAT VS. LITHIUM-ION: PERBEDAAN DAN KEUNGGULAN
Saat menggunakan sumber daya untuk menjalankan komponen tertanam, tidak selalu mudah untuk memasukkan baterai baru.
Teknologi yang lebih baru, dari smartphone hingga kendaraan listrik hingga peralatan listrik portabel, membutuhkan baterai yang dapat menampung energi dalam jumlah besar, cukup ringan untuk dibawa atau dipindahkan, dan aman bagi pengguna.
Baterai lithium menawarkan semua manfaat ini untuk elektronik portabel, kendaraan, peralatan medis, dan bahkan penyimpanan energi jaringan.
Lithium-ion dan Lithium iron phosphate adalah dua jenis baterai yang digunakan dalam elektronik portabel saat ini. Meskipun keduanya memiliki beberapa kesamaan, ada perbedaan besar dalam kepadatan energi tinggi, siklus hidup yang panjang, dan keamanan.
Kebanyakan orang akrab dengan lithium-ion karena kemungkinan besar mereka memiliki smartphone, tablet, atau PC. Lithium iron phosphate adalah jenis baterai yang lebih baru yang mendapatkan pengakuan di industri manufaktur karena bahannya yang hemat biaya dan stabilitasnya dengan suhu tinggi.
Kimia Lithium Iron Phosphate Dan Lithium-Ion
Tingkat pengisian dan pengosongan baterai diatur oleh tarif C. Kapasitas baterai umumnya diberi nilai 1C, artinya baterai yang terisi penuh dengan nilai 1Ah harus menyediakan 1A selama satu jam.
Pengosongan baterai yang sama pada 0,5C akan menghasilkan 500mA selama dua jam, dan pada 2C menghasilkan 2A selama 30 menit.
Ion lithium
Lithium-ion dapat terdiri dari dua kimia yang berbeda untuk katoda, lithium mangan oksida atau lithium kobalt dioksida, karena keduanya memiliki anoda grafit. Ini memiliki energi spesifik 150/200 watt-jam per kilogram dan tegangan nominal 3.6V.
Tingkat pengisian dayanya adalah dari 0,7C hingga 1,0C karena pengisian daya yang lebih tinggi dapat merusak baterai secara signifikan. Lithium-ion memiliki tingkat debit 1C.
Contoh sel baterai lithium-ion.
Lithium Besi Fosfat (LiFePO4)
Litium besi fosfat memiliki katoda besi fosfat dan anoda grafit. Ini memiliki energi spesifik 90/120 watt-jam per kilogram dan tegangan nominal 3.20V atau 3.30V. Tingkat pengisian lithium besi fosfat adalah 1C dan tingkat debit 1-25C.
Contoh sel baterai lithium besi fosfat.
Apa Perbedaan Tingkat Energi?
Ada perbedaan energi yang signifikan ketika membandingkan lithium-ion dan lithium iron phosphate. Lithium-ion memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi pada 150/200 Wh/kg dibandingkan lithium iron phosphate pada 90/120 Wh/kg. Jadi, lithium-ion biasanya merupakan sumber utama untuk elektronik yang haus daya yang menguras baterai dengan kecepatan tinggi.
Di sisi lain, tingkat pelepasan untuk lithium besi fosfat melebihi lithium-ion. Pada 25C, baterai lithium iron phosphate memiliki pelepasan tegangan yang sangat baik saat berada pada suhu yang lebih tinggi. Tingkat pengosongan tidak secara signifikan menurunkan baterai lithium besi fosfat karena kapasitasnya berkurang.
Perbedaan Siklus Hidup
Lithium iron phosphate memiliki siklus hidup 1.000-10.000 siklus. Baterai ini dapat menangani suhu tinggi dengan degradasi minimal. Mereka memiliki masa pakai yang lama untuk aplikasi yang memiliki sistem tertanam atau perlu dijalankan untuk waktu yang lama sebelum perlu diisi daya.
Untuk lithium-ion, kepadatan energi yang lebih tinggi membuatnya lebih tidak stabil, terutama ketika berhadapan dengan lingkungan suhu operasi yang lebih tinggi. Ini memiliki siklus hidup 500-1.000 siklus karena dapat berdampak negatif berdasarkan suhu pengoperasian elektronik atau komponen kerja.
Manfaat Penyimpanan Jangka Panjang
Dalam hal menyimpan baterai yang tidak digunakan, penting untuk memilih bahan kimia yang tidak kehilangan dayanya dalam jangka waktu yang lama. Sebaliknya, baterai harus memberikan kinerja pengisian daya yang hampir sama seperti saat digunakan selama lebih dari setahun.
Baik lithium iron phosphate dan lithium ion memiliki manfaat penyimpanan jangka panjang yang baik. Lithium iron phosphate dapat disimpan lebih lama karena memiliki umur simpan 350 hari. Untuk lithium-ion, umur simpan kira-kira sekitar 300 hari.
Keuntungan Keamanan Lithium Iron Phosphate
Produsen di seluruh industri beralih ke lithium besi fosfat untuk aplikasi di mana keselamatan adalah faktor. Lithium iron phosphate memiliki stabilitas termal dan kimia yang sangat baik.
Baterai ini tetap dingin dalam suhu yang lebih tinggi. Itu juga tidak mudah terbakar ketika salah penanganan selama pengisian dan pengosongan yang cepat atau ketika ada masalah korsleting.
Litium besi fosfat biasanya Mencegah Pelarian Termal dalam Penyimpanan Sistem, karena katoda fosfat tidak akan terbakar atau meledak selama pengisian daya yang berlebihan atau kepanasan karena baterai tetap dingin.
Namun, kimia lithium-ion tidak memiliki keunggulan keamanan yang sama seperti lithium iron phosphate. Kepadatan energinya yang tinggi memiliki kelemahan yaitu menyebabkan baterai menjadi tidak stabil. Ini memanas lebih cepat selama pengisian karena baterai lithium-ion dapat mengalami pelarian termal.
Keuntungan keamanan lain dari lithium iron phosphate melibatkan pembuangan baterai setelah digunakan atau rusak. Baterai lithium-ion yang dibuat dengan bahan kimia lithium cobalt dioksida dianggap sebagai bahan berbahaya karena dapat menyebabkan reaksi alergi pada mata dan kulit saat terpapar.
Ini juga dapat menyebabkan masalah medis yang parah saat tertelan. Jadi, pertimbangan pembuangan khusus harus dibuat untuk lithium-ion. Di sisi lain, lithium besi fosfat tidak beracun dan dapat dibuang dengan lebih mudah oleh produsen.
Contoh pengunaan Lithium Iron Phosphate Dan Lithium-Ion
Lithium iron phosphate dicari untuk elektronik atau mesin apa pun yang menginginkan keamanan dan umur panjang tetapi tidak memerlukan kepadatan energi yang sangat tinggi.
Motor listrik untuk kendaraan, peralatan medis, dan aplikasi militer di mana teknologinya akan mengalami suhu lingkungan yang lebih tinggi.
Lithium iron phosphate juga ideal untuk aplikasi yang lebih stasioner karena baterainya sedikit lebih berat dan lebih besar daripada lithium-ion, meskipun dapat digunakan di beberapa teknologi portabel.
Lithium iron phosphate mungkin tidak dipilih untuk aplikasi di mana portabilitas merupakan faktor utama karena bobotnya yang ekstra. Untuk smartphone, laptop, dan perangkat tablet, baterai lithium-ion digunakan.
Perangkat berenergi tinggi apa pun yang membutuhkan kinerja terbaik pada hari pertama dapat memanfaatkan bahan kimia yang terdapat pada baterai lithium-ion.
Selain mencari sumber energi yang tepat berdasarkan portabilitas, keamanan dan kepadatan energi, produsen juga harus mempertimbangkan biaya selama produksi elektronik serta selama pembuangan.
Banyak produsen akan memilih lithium iron phosphate sebagai alternatif baterai yang lebih murah. Baterai lebih murah karena bahan kimia besi fosfat yang lebih aman karena produsen tidak perlu mengeluarkan lebih banyak uang untuk mendaur ulang bahan.
Lithium Menawarkan Berbagai Manfaat
Kemajuan dalam teknologi baterai telah menempatkan kimia litium sebagai yang terdepan sebagai sumber daya terbaik untuk perangkat dengan penggunaan energi tinggi yang portabel.
Umur simpannya yang lama dan manfaatnya dalam menyediakan sumber daya yang berkelanjutan dalam jangka waktu yang lama adalah alasan mengapa lithium-ion dan lithium iron phosphate adalah alternatif yang andal.
Saat ini, baterai lithium masih berada di sisi yang mahal jika dibandingkan dengan baterai nikel metal hidrida dan nikel kadmium .Namun, masa pakai baterai lithium yang lama dapat menyamai biaya awal yang tinggi.
Untuk produsen yang mencoba memutuskan apakah lithium-ion atau lithium iron phosphate akan ideal untuk aplikasi, pertimbangkan faktor-faktor utama ini:
- Kepadatan energi tertinggi: lithium-ion
- Kepadatan energi dan siklus hidup yang baik: lithium besi fosfat
- Kimia stabil dan kimia termal: lithium besi fosfat
- Tidak ada pelarian termal dan aman saat terisi penuh: lithium besi fosfat
- Portabilitas dan karakteristik ringan: lithium-ion
- Umur panjang: lithium besi fosfat dan lithium-ion
- Biaya rendah: lithium besi fosfat
Juga, pertimbangkan lingkungan pengoperasian dengan serius serta masalah getaran apa pun yang mungkin dialami.
Instance ini dapat mempengaruhi pilihan produsen karena stabilitas kimia yang ditawarkan lithium iron phosphate lebih unggul daripada lithium-ion.