Quali sono i vantaggi delle batterie litio ferro fosfato?

La batteria al litio ferro fosfato è un tipo di batteria agli ioni di litio che utilizza il litio ferro fosfato come materiale catodico per immagazzinare gli ioni di litio. Le batterie LFP utilizzano in genere la grafite come materiale dell’anodo. La composizione chimica delle batterie LFP conferisce loro un’elevata corrente nominale, una buona stabilità termica e una lunga durata. Esploriamo le molte ragioni per cui la batteria al litio ferro fosfato è il futuro dell’accumulo di energia solare.

Sicurezza

Forse l’argomento più forte per le batterie al litio ferro fosfato rispetto agli ioni di litio è la loro stabilità e sicurezza. Nelle applicazioni solari, gli accumulatori sono spesso alloggiati in residenze o edifici per uffici molto occupati. Pertanto, la sicurezza è un fattore estremamente importante da considerare.

Le batterie al litio ferro fosfato sono praticamente incombustibili, anche se maneggiate in modo errato. La natura meno tossica delle batterie al litio ferro fosfato attenua anche i rischi di reazioni allergiche, avvelenamento accidentale e altri rischi medici.

Durata della batteria

Le batterie al litio ferro fosfato hanno un ciclo di vita da due a quattro volte più lungo rispetto agli ioni di litio. Ciò è in parte dovuto al fatto che l’opzione litio ferro fosfato è più stabile alle alte temperature, quindi sono resistenti al sovraccarico.

Inoltre, le batterie al litio ferro fosfato possono essere conservate per periodi di tempo più lunghi senza deteriorarsi. Come sappiamo, i pannelli solari e i sistemi di gestione dell’energia hanno generalmente un ciclo di vita fino a 20 o 30 anni. Una batteria che rimane efficiente dopo più cicli corrisponderà meglio alla durata del sistema solare fotovoltaico nel suo insieme.

Costo

I consumatori e i produttori tengono davvero al costo. Fortunatamente, oltre a tutti i vantaggi pratici delle batterie al litio ferro fosfato, sono anche l’opzione più economica. Ci sono alcune ragioni per questo. Le materie prime nelle batterie al litio ferro fosfato sono meno rare, e quindi meno costose, del cobalto nelle batterie agli ioni di litio.

In secondo luogo, i materiali delle batterie al litio ferro fosfato sono più sicuri da maneggiare, quindi sono più facili ed economici da produrre. Infine, il ciclo di vita più lungo delle batterie LiFePO4 consente di risparmiare denaro per i consumatori, poiché la batteria deve essere sostituita meno spesso.

Impatto ambientale

Le batterie al litio ferro fosfato sono costruite con materiali atossici: ferro, grafite e rame. Sono facilmente riciclabili, anche in grado di essere riutilizzate come nuove batterie. In effetti, le batterie riciclate sono già disponibili per i consumatori che cercano di ridurre il proprio impatto ambientale.

La maggiore durata delle batterie al litio ferro fosfato le rende naturalmente migliori per la terra. La produzione di nuove batterie richiede energia e risorse, quindi più a lungo durano, minore sarà l’impronta di carbonio complessiva.

Tasso di scarica

Le batterie al litio ferro fosfato hanno l’ulteriore vantaggio di una velocità di scarica costante. Quando necessario, possono anche scaricarsi a una velocità maggiore rispetto alle batterie agli ioni di litio. Ciò significa che quando l’alimentazione si interrompe in un’applicazione solare collegata alla rete e più apparecchi entrano in linea contemporaneamente, le batterie di backup al litio ferro fosfato gestiranno il carico senza complicazioni.

Stabilità chimica

La stabilità chimica superiore delle batterie al litio ferro fosfato le rende la scelta ideale per i proprietari di case e gli imprenditori che desiderano aggiungere un sistema di accumulo di energia a lungo termine al loro impianto fotovoltaico nuovo o esistente.

Con un catodo a base di fosfato che è termicamente e chimicamente più stabile di quello di qualsiasi altra batteria al litio, un sistema al litio ferro fosfato è, in poche parole, l’opzione più sicura in circolazione. Senza metalli rari o acido della batteria, una batteria al litio ferro fosfato rimarrà stabile a temperature estreme fino a 70 °C (contro 60 °C per le batterie agli ioni di litio convenzionali), senza rischi di esplosione o incendio anche se forata o danneggiata.

Manutenzione

La manutenzione attiva da bassa a zero richiesta si traduce anche in tempi di fermo minimi e massima produttività nel ciclo di vita esteso di una batteria al litio ferro fosfato, in genere fino a 2.000 cicli di carica e/o fino a dieci anni (contro i quattro anni per gli ioni di litio e un anno per il piombo -acido).

Un’elevata capacità di scarica di quasi il 100% (contro l’80% per le batterie al piombo-acido) significa anche cicli di carica più lunghi e minori, che si aggiungono alla durata totale di un sistema al litio ferro fosfato in generale.

Prestazioni

Una batteria al litio ferro fosfato ha prestazioni migliori anche in tutte le categorie relative allo stoccaggio, con un peso/dimensioni condensati che forniscono quattro volte la capacità di stoccaggio della carica delle controparti piombo-acido. L’autoscarica minima significa anche che una batteria al litio ferro fosfato può mantenere la carica fino a un anno quando non viene utilizzata.

Quando è in uso, la bassa resistenza interna di un LiFePO4 ti darà anche una velocità di carica e ricarica più rapida, oltre alla capacità di gestire correnti di scarica più elevate mantenendo una tensione costante (in genere circa 3,2 V). Ciò consente al sistema di fornire piena potenza fino a quando non si esaurisce.

Svantaggi delle batterie al LiFePo4

Naturalmente, ci sono alcuni svantaggi delle batterie al litio ferro fosfato che meritano di essere menzionati. Questi includono scarse prestazioni a temperature estremamente basse (cioè inferiori a -18 °C) rispetto alle batterie al piombo, nonché una ridotta densità di energia/celle rispetto alle batterie agli ioni di litio.

Tuttavia, il tasso di deterioramento più rapido associato alle batterie agli ioni di litio significa che la loro capacità dopo un anno di utilizzo scenderà a quella di una batteria al litio ferro fosfato e dopo due anni di utilizzo, una LiFePO4 avrà una densità di energia maggiore rispetto all’originale batteria agli ioni di litio. La maggiore densità delle celle delle batterie agli ioni di litio si traduce anche in una maggiore volatilità, cioè in contrasto con la relativa stabilità chimica di LiFePO4.

Ognuno di questi fattori ha un impatto sul prezzo, tanto che le batterie al litio ferro fosfato possono essere significativamente più costose rispetto ai concorrenti al piombo e agli ioni di litio. I loro numerosi vantaggi e il basso tasso di sostituzione, tuttavia, fanno sì che più persone inizino a giustificare il costo, per il maggiore valore, longevità e sicurezza che una batteria al litio ferro fosfato fornirà a qualsiasi progetto di accumulo di energia a lungo termine.