Wikipedia

Baterai litium besi fosfat

Baterai litium besi fosfat (LiFePO4 battery) atau baterai LFP (litium ferrofosfat) adalah jenis baterai litium-ion yang menggunakan litium besi fosfat (LiFePO4) sebagai material katoda dan grafit elektroda karbon dengan lapisan logam sebagai anoda. Karena biayanya yang lebih rendah, keamanan yang tinggi, toksisitas yang rendah, siklus hidup yang panjang dan faktor lainnya, baterai LFP mempunyai sejumlah peran dalam penggunaan kendaraan, aplikasi stasioner skala utilitas dan baterai daya cadangan.[6] LFP batteries are cobalt-free.[7] Pada September 2022 pangsa pasar baterai jenis LFP untuk kendaraan listrik mencapai 31% dan 68% di antaranya berasal dari produksi Tesla dan BYD .[8] Produsen China saat ini hampir memonopoli produksi jenis baterai LFP.[9] Produksi jenis LFP diperkirakan akan meningkat lebih jauh dan melampaui baterai jenis Baterai litium nikel mangan kobalt oksida (NMC) pada tahun 2028[10] disebabkan oleh paten yang mulai habis masa berlakunya sejak tahun 2022 dan meningkatnya permintaan baterai EV yang lebih murah,[11]

Baterai litium besi fosfat
LiFePO4_AA
Energi spesifik90–160 Wh/kg (320–580 J/g or kJ/kg)[1]
Kepadatan energi325 Wh/L (1200 kJ/L)[1]
Tenaga spesifiksekitar 200 W/kg[2]
Energi/harga konsumen1-4 Wh/US$[3][4]
Daya tahan waktu> 10 tahun
Daya tahan siklus2.750–12.000[5] siklus
Voltase sel nominal3,2 V

Sejarah

sunting

LiFePO4 adalah mineral alami dari olivin jenis tripolit. Arumugam Manthiram dan John B. Goodenough pertama kali mengidentifikasi kelas bahan katoda polianion untuk baterai ion litium.[12][13][14] LiFePO4 kemudian diidentifikasi sebagai bahan katoda yang termasuk dalam kelas polianion untuk digunakan pada baterai pada tahun 1996 oleh Padhi dkk.[15][16] Ekstraksi litium secara reversibel dari LiFePO4 dan memasukkan litium ke dalam FePO4 telah didemonstrasikan. Karena biayanya yang rendah, tidak beracun, besi yang berlimpah secara alami, stabilitas termal yang sangat baik, karakteristik keselamatan, kinerja elektrokimia, dan kapasitas spesifiknya (170 mA·h/g, or 610 C/g) itu telah memperoleh penerimaan pasar yang cukup besar.[17][18]

Spesifikasi

sunting
 
Beberapa modul litium besi fosfat disambungkan dalam seri dan paralel untuk membuat modul baterai 2800Ah 52V. Total kapasitas baterainya adalah 145,6 kWh. Perhatikan tinned tembaga busbar besar dan padat yang menghubungkan modul-modul tersebut. Busbar ini diberi nilai 700 amp DC untuk mengakomodasi arus tinggi yang dihasilkan dalam sistem DC 48 volt ini.
 
Modul litium besi fosfat, masing-masing 700Ah, 3,25V. Dua modul dihubungkan secara paralel untuk menghasilkan satu paket baterai 3,25 V 1400 Ah dengan kapasitas 4,55 kWh.
  • Tegangan sel
    • Tegangan pelepasan minimum = 2,0-2,8 V[19][20][21]
    • Tegangan kerja = 3.0 ~ 3.3 V
    • Tegangan pengisian maksimum = 3.60-3.65 V[22][20]
  • Volumetrik kepadatan energi = 220 Wh/L (790 kJ/L)
  • Gravimetrik energy density > 90 Wh/kg[23] (> 320 J/g). hingga 160 Wh/kg[1] (580 J/g).
  • Siklus umur pemakaian dari 2.700 hingga lebih dari 10.000 siklus tergantung kondisi penggunaan.[5]

Aplikasi untuk Kendaraan

sunting

Tingkat discharge yang lebih tinggi diperlukan untuk akselerasi, bobot yang lebih rendah dan masa pakai yang lebih lama menjadikan jenis baterai ini ideal untuk forklift, sepeda, dan mobil listrik. Baterai LiFePO4 12V juga mulai populer sebagai baterai (rumah) kedua untuk karavan, rumah motor, atau perahu.[24]

Tesla Motors menggunakan baterai LFP di semua mobil jensi range standar Models 3 dan Y yang dibuat setelah Oktober 2021[25] kecuali untuk kendaraan kelas standar yang dibuat dengan 4680 sel mulai tahun 2022, yang menggunakan bahan kimia NMC.

Pada September 2022, baterai LFP telah meningkatkan pangsa pasarnya di seluruh pasar baterai EV menjadi 31%. Dari jumlah tersebut, 68% digunakan oleh dua perusahaan, Tesla dan BYD.[26]

Baterai litium besi fosfat secara resmi melampaui baterai ternary pada tahun 2021 dengan kapasitas terpasang 52%. Analis memperkirakan pangsa pasarnya akan melebihi 60% pada tahun 2024.[27]

Pada bulan Februari 2023, Ford mengumumkan bahwa mereka akan menginvestasikan $3,5 miliar untuk membangun pabrik di Michigan yang akan memproduksi baterai berbiaya rendah untuk beberapa kendaraan listriknya. Proyek ini akan dimiliki sepenuhnya oleh anak perusahaan Ford, tetapi akan menggunakan teknologi yang dilisensikan dari perusahaan baterai Tiongkok, Contemporary Amperex Technology Co., Limited (CATL).[28]

Lihat juga

sunting

Referensi

sunting
  1. ^ a b c "Great Power Group, Square lithium-ion cell". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-08-03. Diakses tanggal 2019-12-31. 
  2. ^ "12,8 Volt Lithium-Iron-Phosphate Batteries" (PDF). VictronEnergy.nl. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2016-09-21. Diakses tanggal 2016-04-20. 
  3. ^ "Zooms 12V 100Ah LiFePO4 Deep Cycle Battery, Rechargeable Lithium Iron Phosphate Battery". Amazon.com. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-01-25. Diakses tanggal 2022-01-25. 
  4. ^ "ZEUS Battery Products - 12.8 V Lithium Iron Phosphate Battery Rechargeable (Secondary) 20Ah". DigiKey.com. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-01-25. Diakses tanggal 2022-01-25. 
  5. ^ a b Preger, Yuliya; Barkholtz, Heather M.; Fresquez, Armando; Campbell, Daniel L.; Juba, Benjamin W.; Romàn-Kustas, Jessica; Ferreira, Summer R.; Chalamala, Babu (2020). "Degradation of Commercial Lithium-Ion Cells as a Function of Chemistry and Cycling Conditions". Journal of the Electrochemical Society. Institute of Physics. 167 (12): 120532. Bibcode:2020JElS..167l0532P. doi:10.1149/1945-7111/abae37  . 
  6. ^ Learn about lithium batteries ethospower.org
  7. ^ Li, Wangda; Lee, Steven; Manthiram, Arumugam (2020). "High-Nickel NMA: A Cobalt-Free Alternative to NMC and NCA Cathodes for Lithium-Ion Batteries". Advanced Materials. 32 (33): e2002718. Bibcode:2020AdM....3202718L. doi:10.1002/adma.202002718. PMID 32627875. 
  8. ^ "Tesla, BYD accounted for 68% of LFP batteries deployed from Q1-Q3 2022". 15 December 2022. 
  9. ^ "Japan battery material producers lose spark as China races ahead". 
  10. ^ "Global lithium-ion battery capacity to rise five-fold by 2030". 22 March 2022. 
  11. ^ "A Handful of Lithium Battery Patents Are Set to Expire Before the End of the Year, Hopefully Bringing EV Prices Down With Them | GetJerry.com". getjerry.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2023-04-12. 
  12. ^ Masquelier, Christian; Croguennec, Laurence (2013). "Polyanionic (Phosphates, Silicates, Sulfates) Frameworks as Electrode Materials for Rechargeable Li (or Na) Batteries". Chemical Reviews. 113 (8): 6552–6591. doi:10.1021/cr3001862. PMID 23742145. 
  13. ^ Manthiram, A.; Goodenough, J. B. (1989). "Lithium insertion into Fe2(SO4)3 frameworks". Journal of Power Sources. 26 (3–4): 403–408. Bibcode:1989JPS....26..403M. doi:10.1016/0378-7753(89)80153-3. 
  14. ^ Manthiram, A.; Goodenough, J. B. (1987). "Lithium insertion into Fe2(MO4)3 frameworks: Comparison of M = W with M = Mo". Journal of Solid State Chemistry. 71 (2): 349–360. Bibcode:1987JSSCh..71..349M. doi:10.1016/0022-4596(87)90242-8  . 
  15. ^ "LiFePO4: A Novel Cathode Material for Rechargeable Batteries", A.K. Padhi, K.S. Nanjundaswamy, J.B. Goodenough, Electrochemical Society Meeting Abstracts, 96-1, May, 1996, pp 73
  16. ^ "Phospho-olivines as Positive-Electrode Materials for Rechargeable Lithium Batteries" A. K. Padhi, K. S. Nanjundaswamy, and J. B. Goodenough, J. Electrochem. Soc., Volume 144, Issue 4, pp. 1188-1194 (April 1997)
  17. ^ Gorman, Jessica (September 28, 2002). "Bigger, Cheaper, Safer Batteries: New material charges up lithium-ion battery work". Science News. Vol. 162 no. 13. hlm. 196. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-04-13. 
  18. ^ "Building safer Li ion batteries". houseofbatteries.com. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2011-01-31. 
  19. ^ "Cell — CA Series". CALB.cn. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2014-10-09. 
  20. ^ a b "A123 Systems ANR26650". 2022-07-30. 
  21. ^ "LiFePO4 Battery". 2022-07-30. 
  22. ^ "LiFePO4 Battery". www.evlithium.com. Diakses tanggal 2020-09-24. 
  23. ^ "Large-Format, Lithium Iron Phosphate". JCWinnie.biz. 2008-02-23. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-11-18. Diakses tanggal 2012-04-24. 
  24. ^ "Lithium Iron Phosphate Battery". Lithium Storage. 
  25. ^ Gitlin, Jonathan M. (October 21, 2021). "Tesla made $1.6 billion in Q3, is switching to LFP batteries globally". Ars Technica. 
  26. ^ "EV Battery Market: LFP Chemistry Reached 31% Share In September". MSN (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2023-04-12. 
  27. ^ "EV Lithium Iron Phosphate Battery Battles Back". energytrend.com. 2022-05-25. 
  28. ^ "Ford to build $3.5 billion electric vehicle battery plant in Michigan". CBS News. February 13, 2023. Diarsipkan dari versi asli tanggal February 14, 2023. 
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Baterai_litium_besi_fosfat&oldid=25155040"