Fitur inti: Baterai lithium iron phosphate (LiFePO₄, LFP), yang menggunakan lithium iron phosphate sebagai bahan aktif elektroda positif, grafit sebagai elektroda negatif, dan larutan karbonat campuran sebagai elektrolit, saat ini merupakan jenis baterai utama di bidang tenaga listrik dan penyimpanan energi. Keunggulan utamanya terletak pada keamanan, umur pakai yang panjang, serta ramah lingkungan dan hemat biaya. Platform tegangannya stabil pada 3,2 V, reaksi kimia selama pengisian dan pengosongan bersifat ringan, serta menunjukkan stabilitas termal yang sangat tinggi. Baterai ini mampu lulus uji keamanan ketat seperti penetrasi jarum, kompresi, dan penyimpanan suhu tinggi, sehingga memenuhi persyaratan standar GB 38031-2020. Tidak ada risiko kebakaran atau ledakan dalam waktu 5 menit setelah terjadinya thermal runaway, menunjukkan keunggulan keamanan yang signifikan dibandingkan baterai ternary.
Masa pakai siklus adalah keunggulan kompetitif inti. Menurut standar nasional GB/T 36276, dengan degradasi kapasitas hingga 80% sebagai acuan, produk utama mencapai 3.000–4.000 siklus pada kedalaman pengosongan (DOD) 80%, sedangkan produk kelas atas dapat melebihi 6.000 siklus dalam pengujian laboratorium. Dalam penerapan praktis, skenario penyimpanan energi rumah tangga menggunakan rentang pengisian dan pengosongan SOC 20%–80%, dengan degradasi tahunan hanya 2,5%, sehingga menghasilkan masa pakai 12–15 tahun; dalam mode pengisian dan pengosongan dangkal 50%, jumlah siklus dapat diperpanjang hingga 8.000, yang sangat sesuai dengan kebutuhan siklus frekuensi tinggi pada sistem penyimpanan energi fotovoltaik.
Kemajuan teknologi berkelanjutan sedang mengatasi kekurangan kinerja. Produk generasi keempat dengan kepadatan tegangan tinggi telah mencapai produksi massal skala besar, dengan densitas energi per sel sebesar 190 Wh/kg dan densitas energi sistem melebihi 205 Wh/kg, mendekati tingkat baterai ternari. Secara bersamaan, melalui optimasi menggunakan elektrolit baru dan teknologi manajemen termal, pengurangan jarak tempuh di lingkungan suhu rendah -30℃ dikendalikan dalam batas 20%, serta teknologi pengisian daya ultra-cepat 4C mampu mencapai pengisian hingga 80% dalam waktu 15 menit, sehingga mengatasi titik nyeri tradisional terkait kinerja suhu rendah dan pengisian daya cepat.
Keunggulan lingkungan dan biaya sangat menonjol. Baterai ini tidak mengandung logam berat langka seperti kobalt dan nikel, mematuhi peraturan lingkungan RoHS dan REACH, menghasilkan emisi karbon rendah sepanjang siklus hidupnya, serta dapat dibongkar dan didaur ulang secara aman sesuai standar GB/T 34015-2017 setelah pensiun. Berkat ketersediaan bahan baku yang melimpah, biayanya 15%–20% lebih rendah dibandingkan baterai lithium ternary. Selain itu, sistem manajemen baterai (BMS) mendukung peringatan kesalahan tiga tingkat dan respons pemutus sirkuit dalam skala milidetik, sehingga memenuhi persyaratan desain redundansi untuk pembangkit listrik penyimpanan energi berskala besar.
Aplikasi tipikal: Berkat karakteristik kinerjanya, produk ini secara luas mencakup berbagai skenario aplikasi. Di sektor kendaraan energi baru, produk seperti Baterai Blade milik BYD mendukung operasi kendaraan yang stabil hingga 600.000 kilometer; di bidang penyimpanan energi, produk ini mendominasi proyek penyimpanan energi fotovoltaik/angin serta pemotongan puncak beban jaringan listrik, dan juga cocok untuk sistem penyimpanan energi rumah tangga; dalam skenario komersial—seperti bus listrik, kendaraan listrik kecepatan rendah, serta stasiun basis komunikasi—peralatan yang memiliki tuntutan tinggi terhadap keamanan dan masa pakai panjang semuanya menggunakan produk ini sebagai sumber daya utamanya. Ukuran pasar global mempertahankan tingkat pertumbuhan tahunan majemuk lebih dari 20%, dan diperkirakan akan melampaui 150 miliar RMB pada tahun 2028.
Proses Persiapan Bahan Katoda Utama: Bahan katoda merupakan komponen inti yang menentukan kinerja baterai, dan persiapannya melibatkan dua langkah utama: persiapan prekursor dan sintesis. Metode reduksi karbo-termal fasa padat merupakan proses industri utama.
Langkah pertama melibatkan persiapan prekursor besi fosfat. Dengan menggunakan ferro sulfat heptahidrat sebagai sumber besi dan asam fosfat industri sebagai sumber fosfor, Fe²⁺ dioksidasi menjadi Fe³⁺ menggunakan hidrogen peroksida. Air amonia digunakan untuk mengatur pH hingga 1,5–2,5 guna mengendapkan besi fosfat. Setelah filtrasi dengan filter pelat-dan-bingkai serta pencucian dengan air murni untuk menghilangkan pengotor, material dikeringkan secara kilat (flash-dried) dan dikalsinasi pada suhu 500–600 °C guna memperoleh prekursor besi fosfat dihidrat bermutu baterai dengan rasio besi terhadap fosfor sekitar 0,97:1.
Langkah kedua adalah sintesis litium ferro fosfat. Ferro fosfat anhidrat, litium karbonat (dengan rasio stoikiometri 105%), dan sumber karbon berupa glukosa dicampur dalam proporsi tertentu. Campuran tersebut dihaluskan secara basah menggunakan proses penggilingan basah hingga membentuk slurry halus dengan D50 sebesar 0,2–0,6 μm. Setelah pengeringan semprot, bahan dikirim ke tungku rol dalam suasana pelindung nitrogen, dengan menggunakan proses sintris dua tahap: pra-dekomposisi bahan baku pada suhu 350°C selama 4 jam, diikuti pemanasan hingga 700–800°C selama 9–20 jam untuk menyelesaikan reduksi karbotermal. Sumber karbon mereduksi Fe³⁺ menjadi Fe²⁺ serta membentuk lapisan pelapis karbon konduktif pada permukaan partikel. Setelah proses sintris, bahan mengalami penggilingan dengan udara bertekanan tinggi (air-jet milling), penyaringan klasifikasi, dan pemisahan besi menggunakan magnet kuat, sehingga akhirnya diperoleh material katoda komposit berwarna hitam dengan struktur kristal olivin serta kapasitas spesifik sebesar 155–165 mAh/g.
Metode fase cair berfungsi sebagai proses pelengkap, contohnya adalah metode penguapan mandiri (self-heating evaporation) yang dikembangkan oleh Defang Nano. Proses ini lebih sederhana: setelah bahan baku dicampur dan dilarutkan menjadi slurry, campuran tersebut dipanaskan awal dan menguap secara mandiri di dalam tangki reaksi untuk membentuk prekursor gel berstruktur seperti sarang lebah. Setelah penghancuran awal dan pengeringan dengan metode fluidized bed, material tersebut kemudian diasah (sintered). Metode ini menghilangkan kebutuhan akan persiapan terpisah prekursor besi fosfat, sehingga menghasilkan pencampuran material yang lebih seragam; namun memerlukan presisi pengendalian suhu yang lebih tinggi. Saat ini, metode ini terutama digunakan dalam produksi baterai penyimpanan energi kelas tinggi. II. Perakitan Sel dan Pemrosesan Lanjutan: Setelah material elektroda positif disiapkan, material tersebut menjalani proses pelapisan (coating), penggulungan (rolling), dan pemotongan (slitting) untuk membentuk lembaran elektroda positif. Lembaran ini kemudian ditumpuk atau digulung bersama dengan lembaran elektroda negatif berbasis grafit dan separator dalam struktur "positif-separator-negatif", lalu dimasukkan ke dalam casing aluminium (untuk baterai tipe prismatic) atau casing baja (untuk baterai tipe silindris) guna membentuk sel. Setelah elektrolit campuran berbasis karbonat diinjeksikan, sel menjalani proses formasi untuk mengaktifkannya. Pengisian arus konstan dan tegangan konstan digunakan untuk membentuk lapisan pasivasi SEI pada permukaan elektroda. Terakhir, dilakukan proses penuaan (aging), pengujian kapasitas, serta sortasi guna mengeliminasi produk yang tidak memenuhi syarat dari segi kapasitas maupun resistansi dalam, sehingga menjamin konsistensi sel.
