磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池具有许多优于其他电池技术的特性。它们重量轻且用途广泛。它们的使用寿命长,充电速度快。它们还可以承受冷、热、碰撞和充电和放电过程中的误操作,而没有燃烧的风险。
但是磷酸铁锂电池环保吗?
制造电池确实需要能源和资源。但磷酸铁锂电池在资源消耗和安全性方面比其他技术有几个优势。让我们来看看使用 LiFePO4 电池技术的一些环境效益。
在可再生能源系统中启用电力存储
说到碳排放量最少的发电,风能和太阳能是无可匹敌的。自 2010 年以来,太阳能发电成本下降了 70% 以上。但风能和太阳能等可再生能源并不能持续提供电力,这意味着需要实用的离网或备用电池存储。磷酸铁锂电池是储能的理想选择,与铅酸电池或其他锂电池技术相比具有多项实用和经济优势,包括:
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免维护操作,无需监控或加满水位。
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部分充电状态 (PSOC) 容错,这意味着如果在 PSOC 下运行,则不会造成损坏(这是导致铅酸电池早期失效的主要原因之一)。
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与铅酸电池相比,使用寿命更长(最多延长 10 倍),总体拥有成本更低。
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容量比铅酸电池高25%-50%,放电全程满电。
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快速充电时间和 99% 的高效充电过程,这意味着更少的电力浪费。
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自放电率低,这意味着两次充电之间的保质期长达一年。
也许最重要的是,LiFePO4 电池本质上是稳定的和不可燃的,而且它们没有危险的放气、烟雾和泄漏。
可回收的替代品
电池的处置或回收仍然是一个关键的环境问题。每年有超过三百万吨的铅酸电池被丢弃。有些被安全回收以回收铅和其他材料。但许多最终进入垃圾填埋场,特别是在发展中国家,那里的毒素会引起火灾、爆炸,并毒害几代人的食物和水供应。
由于电极由无毒材料制成,磷酸铁锂电池对环境的危害远低于铅酸电池。它们还可以回收利用,以回收电极、接线和外壳中使用的材料。其中一些材料可用于新型锂电池。即使是现在,买家也可以选择购买由回收材料制成的磷酸铁锂电池。
用于储能和运输的锂电池使用寿命长,这意味着许多电池仍在使用中,因此回收过程仍处于起步阶段。
固有的稳定和无毒化学
磷酸铁锂电池在环保方面如何与其他类型的锂电池相提并论?
锂本身无毒,也不会像铅或其他重金属那样进行生物蓄积。但大多数锂电池化学物质在其电极中使用镍、钴或锰的氧化物。据估计,与磷酸铁锂电池中的电极相比,生产这些材料需要多 50% 的能量。美国环保署 2013 年的一份报告显示,基于镍或钴的锂电池对环境的影响最大,包括资源枯竭、生态毒性和人类健康影响,这几乎完全归因于镍和钴的生产和加工。
相比之下,LiFePO4 电池与其他锂化学物质相比具有很大优势:
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他们不使用稀土或有毒金属,并使用常见的材料,包括铜、铁和石墨;
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采矿和材料加工消耗的能源更少;
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磷酸盐的溶解度也低于金属氧化物,因此如果电池丢弃不当,它们不太可能渗入环境;和
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LiFePO4 电池在几乎所有操作和储存条件下都具有化学稳定性,不会燃烧和破裂。
环保型电池技术
虽然生产实用高效的电池确实需要资源,但并非所有电池技术都是平等的。
与铅酸电池相比,磷酸铁锂电池不仅具有优越的运行特性,而且生产和回收的毒性也小得多。
与其他锂电池技术相比,LiFePO4 电池使用更丰富且无毒的材料,可以用更少的能量生产。
最有前途的是,LiFePO4 电池的性能和安全性使其成为零排放可再生电力风能和太阳能系统中电力存储的最佳选择。
我们都关心环境,我们努力为减少污染和资源消耗尽自己的一份力量。在选择电池技术时,磷酸铁锂电池是可再生能源存储和最大限度减少资源开采后果的绝佳选择。随着磷酸铁锂电池得到更广泛的采用,这项技术对环境的好处将继续增加。