Wat is de LiFePO4-batterij?

De lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)-batterij, ook wel LFP-batterij genoemd (waarbij "LFP" staat voor "lithiumferrofosfaat"), is een type oplaadbare batterij, met name een lithium-ionbatterij, die LiFePO4 als kathodemateriaal gebruikt. LiFePO4-batterijen hebben een iets lagere energiedichtheid dan het meer gebruikelijke LiCoO2-ontwerp dat wordt aangetroffen in consumentenelektronica, maar bieden een langere levensduur, een betere vermogensdichtheid (de snelheid waarmee energie eruit kan worden gehaald) en zijn inherent veiliger. LiFePO4 vindt een aantal rollen in het gebruik van voertuigen en back-upstroom.

Een belangrijk voordeel ten opzichte van andere lithium-ion-chemie is de thermische en chemische stabiliteit, wat de veiligheid van de batterij verbetert. LiFePO4 is een intrinsiek veiliger kathodemateriaal dan LiCoO2 en mangaan-spinel. De Fe-PO-binding is sterker dan de Co-O-binding, zodat bij misbruik (kortsluiting, oververhitting, enz.) de zuurstofatomen veel moeilijker te verwijderen zijn. Deze stabilisatie van de redox-energieën helpt ook bij snelle ionmigratie.

Terwijl lithium uit de kathode in een LiCoO2-cel migreert, ondergaat de CoO2 niet-lineaire expansie die de structurele integriteit van de cel aantast. De volledig gelithieerde en niet-gelithieerde toestanden van LiFePO4 zijn structureel vergelijkbaar, wat betekent dat LiFePO4-cellen structureel stabieler zijn dan LiCoO2-cellen.

Er blijft geen lithium achter in de kathode van een volledig opgeladen LiFePO4-cel - in een LiCoO2-cel blijft ongeveer 50% in de kathode. LiFePO4 is zeer veerkrachtig tijdens zuurstofverlies, wat doorgaans resulteert in een exotherme reactie in andere lithiumcellen.

Als gevolg hiervan zijn lithium-ijzerfosfaatcellen veel moeilijker te ontsteken in het geval van verkeerd gebruik, vooral tijdens het opladen, hoewel elke batterij, eenmaal volledig opgeladen, alleen overlaadenergie als warmte kan afvoeren. Daarom is het uitvallen van de batterij door verkeerd gebruik nog steeds mogelijk. Het is algemeen aanvaard dat de LiFePO4-batterij niet uiteenvalt bij hoge temperaturen. Het verschil tussen LFP en de LiPo-batterijcellen die gewoonlijk worden gebruikt in de hobby van aeromodellering, is bijzonder opmerkelijk.