Prestazioni della batteria al litio ternaria e della batteria al litio ferro fosfato in fonti di alimentazione portatili esterne
Prestazioni della batteria al litio ternaria e della batteria al litio ferro fosfato in fonti di alimentazione portatili esterne
Nel mercato delle fonti di alimentazione portatili per esterni, le batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4) e le batterie al litio ternarie sono i due principali tipi di celle della batteria. Sia le batterie al litio ternarie che le batterie al litio ferro fosfato presentano diversi vantaggi e svantaggi nell'uso di fonti di alimentazione portatili esterne.
La batteria al litio ternaria, nota anche come batteria ternaria agli ioni di litio, è un tipo di batteria agli ioni di litio composta da ossido di litio nichel manganese cobalto (NMC) o ossido di litio nichel cobalto alluminio (NCA). D'altra parte, le batterie al litio ferro fosfato sono composte principalmente da elettrodi positivi e negativi, separatori, elettroliti e involucri esterni. L'elettrodo positivo, che funge da accumulatore di energia nelle batterie agli ioni di litio, è costituito, tra gli altri, da materiali attivi, agenti conduttivi, leganti. Nelle batterie al litio ferro fosfato, il materiale attivo dell'elettrodo positivo è il litio ferro fosfato (LiFePO4), noto per la sua eccellente stabilità del ciclo, resistenza alle alte temperature e caratteristiche di sicurezza. Queste diverse composizioni strutturali portano a caratteristiche prestazionali distinte.
Sicurezza: le batterie al litio ferro fosfato mostrano una stabilità termica relativamente più elevata e sono meno soggette a combustione o esplosione in condizioni di alta temperatura. Ciò è dovuto alla loro temperatura di decomposizione 800°C, significativamente superiore a 200°C delle batterie al litio ternarie. Pertanto, le batterie al litio ferro fosfato presentano un vantaggio sostanziale in termini di sicurezza.
Tuttavia, ciò non implica una sicurezza inferiore nelle batterie al litio ternarie. Infatti, con i progressi nella progettazione della sicurezza all'interno del sistema di batterie di alimentazione e vari miglioramenti del sistema come protezione da sovraccarico, protezione da scarica eccessiva, protezione da sovratemperatura, protezione da sovracorrente, ecc., le prestazioni di sicurezza delle batterie al litio ternarie possono essere garantito. Le batterie al litio ferro fosfato dimostrano una maggiore sicurezza e sono meno soggette a esplosioni o incendi. Esperimenti e test hanno dimostrato che la resistenza alle alte temperature e la stabilità chimica delle batterie al litio ferro fosfato comportano minori rischi di fuga termica rispetto alle batterie al litio ternarie. Pertanto, in ambienti esterni difficili, ferro e litio
Le batterie al fosfato offrono maggiori garanzie di sicurezza.
Inoltre, nelle applicazioni pratiche, le batterie al litio ternarie hanno una densità di energia relativamente più elevata, fornendo velocità di ricarica più elevate e una maggiore potenza in uscita, adatte a scenari con elevate esigenze di resistenza, come i veicoli elettrici. Nel frattempo, le batterie al litio ferro fosfato trovano applicazioni più estese nel campo dello stoccaggio dell’energia grazie alla loro lunga durata e ai costi inferiori.
Durata utile: le batterie al litio ternarie mostrano una perdita di energia più stabile durante l'utilizzo. Nello specifico, dopo oltre 1000 cicli di carica-scarica riescono a mantenere l’efficienza della batteria all’80%. Tuttavia, la loro produzione di energia in ambienti a bassa temperatura tende ad essere instabile, mantenendo circa l'80% della capacità normale a -20°C. Ciò implica che in condizioni estreme, come le esplorazioni invernali all'aperto o le attività di arrampicata, le batterie al litio ternarie potrebbero non fornire energia sufficiente. Le batterie al litio ferro fosfato, d'altro canto, mostrano prestazioni più stabili in termini di degrado della batteria. Anche dopo oltre 3000 cicli di carica-scarica, possono mantenere l'efficienza della batteria all'80%. In confronto, la loro produzione di energia rimane più stabile in ambienti a bassa temperatura, mantenendo circa il 50% della capacità normale a -20°C. Pertanto, le batterie al litio ferro fosfato sono più adatte per le attività quotidiane all'aperto come il campeggio, la fotografia, ecc.
Densità di energia e velocità di ricarica: attualmente, le batterie al litio ternarie hanno generalmente una densità di energia maggiore rispetto alle batterie al litio ferro fosfato. Secondo alcuni dati di test, le batterie al litio ternario possono raggiungere una densità energetica di 200 Wh/kg, mentre le batterie al litio ferro fosfato si aggirano tipicamente intorno ai 150 Wh/kg. Ciò significa che, a parità di peso, le batterie al litio ternarie possono offrire una maggiore produzione di energia. Per quanto riguarda la velocità di ricarica, le batterie al litio ternarie sono generalmente più veloci rispetto alle batterie al litio ferro fosfato. Alcuni dati di test dimostrano che le batterie al litio ternarie sono adatte per la ricarica rapida e ultraveloce, mentre le batterie al litio ferro fosfato mostrano velocità di ricarica relativamente più lente. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le batterie al litio ternarie hanno velocità di migrazione degli ioni più elevate, consentendo processi di ricarica più rapidi."
