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 grafitelektroda 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]
Sejarah
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
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.
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
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]
^ abPreger, 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.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^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.
^"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
^"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)
