แบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟต คืออะไร?
มือใหม่หลายคนมีคำถามว่า แบตลิเธียมฟอสเฟต คืออะไร แล้วมันดียังไงทำไมคนถึงมีความนิยมใช้กันมากขึ้นในช่วงหลังๆมานี้
แบตลิเธียมฟอสเฟต คือ “แบตเตอรี่ลิเธียมชนิดหนึ่ง มีสูตรทางเคมีคือ LiFePO4 อ่านเต็มๆว่าลิเธียมไอออนฟอสเฟต” เป็นแบตเตอรี่ที่นิยมใช้ในพวก รถกอล์ฟ มอเตอร์ไซต์ไฟฟ้า รถบัสไฟฟ้า ปัจจุบันนิยมใช้ในงานโซล่าเซลล์ เพราะความปลอดภัยสูง และราคาไม่แพง
ประเภทของแบตเตอรี่ที่ใช้ในระบบโซล่าเซลล์
ในระบบโซล่าเซลล์จะใช้แบตเตอรี่ 2 ประเภทหลักๆด้วยกัน คือ Lead-acid (แบตตะกั่ว) กับ Lithium (ลิเธียม) สำหรับแบตตะกั่วก็จะมีแยกไปอีกเป็น ignition กับ deep cycle ซึ่งแบตทีเราควรใช้ในระบบโซล่าเซลล์คือ deep cycle เนื่องจากแบตประเภท ignition คือแบตที่เราใช้ในการสตาร์ทรถยนต์ พวกนี้เอามาใช้กับโซล่าร์ไม่นานก็พังครับ
โดยส่วนตัวผมไม่ชอบแบต Lead-acid นะ เพราะ Depth of Discharge (DOD) มันแค่ 50% ถามว่ามันคืออะไรไว้ผมทำวีดีโออธิบายให้ฟังครับ แต่เอาง่ายๆคืออย่าง Lithium DOD มันอยู่ 90-100% ดังนั้นผมขอไม่พูดถึงแบตตะกั่วตรงนี้นะครับ
หากอยากเข้าใจคำว่า Depth of Discharge แบบชัดเจนแนะนำให้ไปฟังคลิปเกี่ยวกับ “แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน คืออะไร พื้นฐานแบตเตอรี่ลิเธียม”
แต่ถ้าให้อธิบายให้พูดเป็นภาษาบ้านๆคือ ความจุแบตเตอรี่ที่ “สามารถใช้ได้” โดยไม่ทำให้แบตเตอรี่เสียเร็ว หรือพูดอีกแบบนึงคือ แบตเตอรี่ที่ความจุเท่ากัน แต่ Lead-acid จะใช้ได้แค่ 50% หากต้องการให้แบตมีอายุยาวนาน ตัวอย่างตามกราฟด้านล่าง ยิ่งเราใช้แบตต่อรอบลึกเท่าไหร่ (แกน X) จำนวนรอบที่สามารถใช้ได้ยิ่งลดลง (แกน Y) รูปภาพจาก Energymag
อีกนัยหนึ่งคือถ้าจะใช้พลังงานเท่ากันต้องซื้อ Lead-acid เกือบๆสองก้อน ในขณะที่ Lithium ใช้เพียงก้อนเดียว ที่น่าสนใจคือปัจจุบัน แบตเตอรี่อย่าง ลิเธียมฟอสเฟต ราคาพอๆกับ Lead-acid แล้วนะ ดังนั้นระยะยาวแบตลิเธียมราคาถูกกว่าแล้ว!
อีกเหตุผลส่วนตัวที่ไม่ชอบ Lead-acid คือมันจะมีการปล่อยก๊าซออกมาถึงแม้จะเป็นแบตเตอรี่ชนิดแห้งก็ตาม ซึ่งก๊าซนี้มีความเป็นกรด ดังนั้นเราต้องหาที่วางเฉพาะให้มันที่มีการไหลเวียนของอากาศดี
ถ้าเอาไปไว้ในบ้านหรือพื้นที่ๆมีการถ่ายเทอากาศต่ำจะไม่ค่อยดีเท่าไหร่ ยิ่งไปกว่านั้นเรายังต้องเลือกสายไฟประเภททนกรดด้วย ซึ่งหาได้ยากนะในไทย ต้องซื้อแบบเยอะๆถึงจะมีขาย
ทำไมแบตลิเธียมฟอสเฟต จึงได้รับความนิยม
แบตเตอรี่ลิเธียม (Lithium) ก็มีอีกหลายประเภทย่อยๆด้วยกัน ซึ่งในตลาดหลักๆที่ใช้กันก็มี NMC NCA LiFePO4 ในที่นี้ผมจะพูดถึงแต่ แบตลิเธียมฟอสเฟต (LiFePO4) อย่างเดียวนะ
เหตุผลเพราะว่า NMC กับ NCA สองตัวนี้ถูกสร้างมาเพื่อใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานต่อน้ำหนักและขนาดสูง เลยนิยมใช้บนรถยนต์ครับ แต่ราคาก็แพงเช่นกัน ซึ่งไม่ค่อยมีความจำเป็นต่อระบบโซล่าเซลล์เท่าไหร่
ยิ่งไปกว่านั้นคือ ส่วนมาก NMC NCA มันจะเป็นแบตทรงกระบอก ขนาดก้อนมันเล็กหากจะใช้ก้อนใหญ่ต้องนำมาทำ Spot welding ซึ่งคนทั่วไปหากจะทำเองได้ค่อนข้างยากกว่า ต้องมีเครื่องมือ (จริงๆจะเลือกเป็น NMC NCA แบบก้อนสี่เหลี่ยมใหญ่ๆเหมือน LiFePO4 ก็ได้ แต่หายากหน่อย ไม่ค่อยนิยมกัน)
ที่สำคัญคือแบตเตอรี่ประเภท NMC NCA มีความปลอดภัยต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟต หากใครเคยเห็นข่าวรถยนต์ไฟฟ้าไฟไหม้ต่างๆ มักจะมาจากพวกแบตเตอรี่ NCA NMC เนี่ยแหละ
แต่ในทางกลับกันมีการทดสอบแบตลิเธียมฟอสเฟต โดยการกระแทก เผาไฟต่างๆนาๆ การจะทำให้เกิดการระเบิดนั้นยากมากๆสำหรับแบตเตอรี่ประเภทนี้ ส่วนมากจะแค่มีควันขาวๆออกมา
ส่วนแบตลิเธียมฟอสเฟต นี่เรียกว่าเหมาะสุดๆกับระบบโซล่าร์ ความหนาแน่นพลังงานไม่เท่า NMC NCA แต่เรียกว่าเพียงพอ และขนาดถือว่าไม่ใหญ่เลยนะ ปลอดภัย ราคาถูก เรียกว่าเพอร์เฟคสำหรับการใช้งานอย่างระบบโซล่าเซลล์
BMS ที่ใช้กับ LiFePO4
หากใครยังไม่รู้ว่า BMS คืออะไร ผมแนะนำให้ดู 2 คลิปนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการประกอบแบตเตอรี่แพ็คนะครับ
อุปกรณ์อย่าง BMS ที่ใช้กับ LiFePO4 จะใช้คนละแบบกับ NMC NCA เวลาจะเลือกซื้อควรดูให้ดีเนื่องจาก Voltage มันต่างกัน อย่าง LiFePO4 1 เซลล์ จะมี Max voltage อยู่ที่ประมาน 3.6V Nominal voltage อยู่ที่ 3.2V และ Cut-off voltage อยู่ที่ 2.5V ซึ่งแตกต่างจากแบตประเภท NMC NCA ที่มี Max voltage อยู่ที่ 4.2V Nominal อยู่ที่ 3.6V
แต่ปกติ BMS ของแบตลิเธียมฟอสเฟตจะตัดที่ 2.8V เพื่อป้องกันความเสียหาย ทำให้ค่าการเซตติ้ง BMS ของแบตแต่ละประเภทต่างกันอย่างสิ้นเชิง ซึ่งไม่เกี่ยวเซลล์ใหญ่ หรือเซลล์เล็ก เกี่ยวแค่เรื่องเคมีล้วนๆ ดังนั้นเอามาใช้ด้วยกันไม่ได้
แบต LiFePO4 ก็จะมีแบ่งออกไปอีกเป็นเคสพลาสติค กับเคสอลูมิเนียม ในส่วนเคสพลาสติคจะมียี่ห้อ Sinopoly และ CALB ตามลิงค์ด้านบน หาซื้อได้ง่ายกว่า มีข้อดีคือ ราคาถูกกว่าพอสมควร แต่ข้อเสียคือขนาดใหญ่กว่า หนักกว่า และหาซื้อมือ1 แท้ๆ ยาก แต่ส่วนตัวคิดว่าไม่อะไรมากนะครับ ส่วนเคสอลูมิเนียมยังพอมีให้เห็นขายในไทย แต่ยังไม่มั่นใจว่าดีมั้ยนะครับ เด๋วอีกไม่นานผมจะสั่งมาทดสอบให้ดูแล้วจะเอามาเล่าสู่กันฟังครับ
สรุป
แบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟต ก็คือแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดหนึ่งครับ ซึ่งหากเทียบพลังงานต่อน้ำหนักและปริมาตรจะค่อนข้างต่ำ เหมาะกับงานที่พอจะมีพื้นที่ให้วางแบตเตอรี่มากหน่อย แต่ข้อดีคือ มีความปลอดภัยสูง ราคาค่อนข้างถูก และการประกอบเป็นแบตเตอรี่แพคค่อนข้างง่ายเหมาะสำหรับมือใหม่ครับ
