LifePo4 ኣብ ሊትየም ባትሪታት እንታይ እዩ??
መእተዊ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ማተርያላት
ሊትየም ሓጺን ፎስፌት (ሞለኩላር ፎርሙላ LIFEPO₄, ሊትየም ሓጺን ፎስፌት, LFP, lithium Iron phosphate ወይ ferresium lithium phosphate ተባሂሉ ዝፍለጥ) ኣብ ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ዝጥቀመሉ ካቶድ ንብረት እዩ። ባህርያቱ ድማ ከም ኮባልት ወይ ኒኬል ዝኣመሰሉ ክቡራት ባእታታት ስለዘይብሉ ዋጋ ጥረ ነገራት ትሑት እዩ፤ ከምኡ’ውን ካርቦን፡ ሊትየምን ሓጺንን ኣብ ቅራፍ ምድሪ ብብዝሒ ይርከቡ፡ እዚ ድማ ነቲ ኣብ ዓመት ልዕሊ ሓደ ሚልዮን ቶን ዝኸውን ጠለብ ዕዳጋ ከማልእ ይኽእል። ከም ካቶድ ማተርያል፡ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ማእከላይ ናይ ስራሕ ቮልቴጅ (3.2 V)፡ ልዑል ፍሉይ ዓቕሚ (170 ma·h/g)፡ ልዑል ናይ ምፍሳስ ሓይሊ፡ ቅልጡፍ ቻርጅ ዘለዎ ዓቕሚ፡ ከምኡ’ውን ነዊሕ ዑደት ዕድመ፡ ኣብ ልዑል{5}}ዝለዓለን ልዑልን-ናይ ሙቐት ከባቢታት ጽቡቕ ምርግጋእ ኣለዎ።
እቲ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ክሪስታል ናይ ሓደ ዓይነት ናይ ኦሊቫይን ኣቃውማ ዝምደብ እዩ። ኣብ ማዕድን ስነ-ፍልጠት፡ ካብቲ ናይ ግሪኽ ቃል ሱር ትራይን ላይሎንን ዝመጸ ትሪፊላይት ተባሂሉ ይጽዋዕ። ኣብ ማዕድን፡ እቲ ሕብሪ ግራጭ፡ ቀይሕ-ቡናዊ ግራጭ፡ ቡናዊ ወይ ጸሊም ክኸውን ይኽእል፡ ጭቡጥ ፍርያት ድማ ጸሊም ወይ ግራጭ-ጸሊም ክኸውን ይኽእል። ገለ ገለ ተፈጥሮኣዊ ማዕድናዊ ንዋት ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ዝሓዙ ኮይኖም፡ እቲ ደረጃ ትሑት ኮይኑ ኣብ ደረጃ ግብራዊ ኣተገባብራ ዘይበጽሕ እዩ። ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ናይቲ ዝተዋሃሃደ ፎስፌት ምድብ ዝምደብ ኮይኑ፡ ሓፈሻዊ ኬሚካላዊ ቀመር ድማ ሊምፖ₄ ክኸውን ኣለዎ፡ ኣብዚ m ዝኾነ ዳይቫለንት ብረት ክኸውን ይኽእል፡ እንተላይ Fe, Co, Mn, Ti, etc. ምኽንያቱ እቲ ናይ መጀመርታ ንሊምፖ₄ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ዘፍረየ ኩባንያ፡ ሰባት ከምቲ እንኮ composite cathothe cathothe motale ዝሕክም ልሙጽ ዝኾነ lithium iron phosphate ዝለመደ እዩ። ይኹን እምበር፡ ንውህደታት ምስ ኦሊቫይን ቅርጺ፡ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ኣብ ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ከም ካቶድ ንብረት ክትጥቀመሉ እትኽእል ጥራይ ኣይኮነትን። ብመሰረት ህሉው ፍልጠት፡ ሊምንፖ₄፡ ሊምንፈፖ2፡ ሊቭፖ ዳይላ፡ ሊኮፖዳይን ካልእ ብዙሕ ንዋትን እውን ኣለዉ።
መበገሲ ናይ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ንዋት ካብ 1996 ንድሕሪት ክስዕብ ይኽእል እዩ፣ ናይ ጃፓን ቴሌኮሙኒኬሽን ኩባንያ NTT መጀመርታ ኣምፖዳይን (A ኣልካላይን ብረት፣ m is co or fe እዩ) ምስ olivine structure፣ ኣብ ውህደት Lifecopo₄፣ ከም lithium-ion battery cathode ንብረት ክውዕል ይኽእል እዩ። ብድሕሪኡ፡ ኣብ ኣመሪካ ኣብ ዝርከብ ማሳቹሰትስ ኢንስቲትዩት ቴክኖሎጂ ብጉጅለ መጽናዕቲ ጉድኖኖው ተረኺቡ፡ ማዕቀፍ ውህደታት ኣብ ዘጽንዐሉ እዋን፡ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ማተርያል ሊትየም-ኣዮን (lii) ምትእስሳርን ምጉዳልን ከም ዘለዎ ዝገልጽ ንብረት ከም ዘለዎ። ብ23 ሚያዝያ 1997 ዩኒቨርሲቲ ቴክሳስ ኣብ ኦስቲን "ካቶድ ማተርያላት ንዝተመላለሰ ላይትየም ካልኣዊ ባትሪታት" ዝብል ፓተንት ኣቕሪቡ (Wo1997010541), መጀመርታ ናይቲ ፓተንት ሞኖፖሊ ኣብ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ንዋት ዝብል ምልክት ሂቡ።
እቲ ብሓንሳብ ምሕታም ኦሊቫይን-ቅርጺ ዘለዎ ፎስፌት (ሊምፖ₄) ካቶድ ማተርያላት ብኣመሪካን ጃፓንን ዓቢ ኣቓልቦ ስሒቡ፡ ሰፊሕ መጽናዕቲ ኣበጊሱ፡ ንመስርሕ ኢንዱስትርያዊ ምግባር ብቕልጡፍ ኣስፊርዎ። ምስ ባህላዊ ሊትየም-ኣዮን ካልኣዊ ባትሪ ካቶድ ንዋት ክነጻጸር ከሎ-ስፒንል-ስትራክቸርድ ሊትየም ማንግኒዝ ኦክሳይድ (limn2o₄)ን layered-ቅርጺ ዘለዎ ሊትየም ኮባልት ኦክሳይድ (Licoo2){6}}LIMPO₄ ዝያዳ ሰፊሕን ርካሽ RATHን ዘይብሉ ንዋት ዘይብሉን RAWE ንዋት ኣለዎን። ብፍላይ ድሕነት ኣዝዩ ተመሓይሹ፡ ካብ ተመራመርትን ኢንዱስትሪን ዓቢ ተገዳስነት ኣለዓዒሉ።
ብመሰረት ውጽኢት መጽናዕቲ ኣብ ዝሓለፈ ዓመታት፡ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ንብረት ጽቡቕ-ክሪስታልዝድ ኦሊቪን ቅርጺ ይውንን፡ ሊትየም-ኣዮን ዲፍዩዥን ቻነላቱ ድማ ካብ ባህላዊ ካቶድ ንዋት ይፍለ። ባህላዊ ካቶድ ንዋት ንጣር ወይ ስፒነል ቅርጺ ዘለዎም ኮይኖም፡ ሊትየም ኣዮናት ኣብ መንጎ ንጣር ወይ ኣብ ዓበይቲ መስመራት ብቕልጡፍ ንኽንቀሳቐሱ የኽእሎም፡ በዚ ድማ ነቲ ንብረት ብጽቡቕ ምፍናው ብቕዓት ይህቦ። ብኣንጻሩ፡ ኣብ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ንዋት ዝርከብ ሊትየም-ኣዮን ዲፍዩዥን ቻነላት ሓደ-መኣዝናዊ እዩ፡ ማለት ኣብ ውሽጢ እቲ ክሪስታል ንሊትየም-ኣዮን ዲፍዩዥን "ታኑል" ጥራይ እዩ ዘሎ፡ ስለዚ እቲ ሊትየም-ኣዮን ስደት ፍጥነት ብተዛማዲ ቀስ ዝበለን እቲ ዝርገሐኡ ድማ ሓጺርን እዩ። ብፍላይ ኣብ ትሕቲ ልዑል-ኩነታት ምፍሳስ ደረጃ፡ እቶም ውሽጣዊ ሊትየም ኣዮናት ብግዜ ክግዕዙ ስለዘይክእሉ፡ ውጽኢቱ ድማ ርኡይ ኤሌክትሮኬሚካላዊ ፖላራይዘሽን ይኸውን።
ባትሪታት ነዚ ኣብ ላዕሊ ዝተጠቕሰ መደምደምታታት ንምርግጋጽ ጽሩይ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ማተርያል ተጠቒሞም ክፍጠሩ ይኽእሉ። ፈተነታት ከም ዘመልክቶ፡ ዓቕሚ ምጥቃም ጽሩይ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ማተርያል ኣዝዩ ትሑት ምዃኑን፡ እቲ ባትሪ ድማ ኣብ እዋን ዑደት ቅልጡፍ ዓቕሚ ምብስባስ ከም ዘጋጥሞን ይሕብር። ስእሊ 2.1 ናይ ዑደት ብቕዓት ናይ ሓደ ሊትየም-ኣዮን ሳንቲም ሴል ብደራሲ ዝተሰርሐ ብሃይድሮተርማሊ ዝተሰርሐ ጽሩይ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት (ብዘይ ካርቦን ሽፋን) የርኢ። ድሕሪ ኣስታት 15 ቻርጅ–ዲስካር ሳይክልስ ዓቕሚ ባትሪ ብልዕሊ 20% ከም ዝበስበሰ ክርአ ይከኣል። ስለዚ ጽሩይ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ንብረት ንሊትየም-ኣዮን ባትሪ ስርዓታት ዝምችእ ኣይኮነን።
ኣብ 2000፡ ሃይድሮ-Québec (H{2}}Q)፡ ሃገራዊ ህዝባዊ ረብሓ ካናዳ፡ ኣብ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ንዋት ካርቦን ሽፋን ምጥቃም ሓዊሱ፡ ኣብ ሽፋን ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ብመተሓላለፊ ንብረት ፓተንት ዘቕረበ ናይ መጀመርታ እዩ ነይሩ። እዚ ድማ ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ልዑል ፍሉይ ዓቕሚ ንኽረክብ ኣኽኢልዎን ዑደታዊ ዕድሚኡ ናብ ልዕሊ 2000 ዑደታት ከናውሖን ኣኽኢልዎ። እዚ ድማ ምጅማር መስርሕ ኢንዱስትርያዊ ምግባር ሊትየም ሓጺን ፎስፌት ከም ካቶድ ንብረት ምልክት ገይሩ።
