Недостатоци на литиум железо фосфат батерија
Дали материјалот има потенцијал за примена и развој, покрај неговите предности, клучно е дали материјалот има фундаментални дефекти.
Во моментов, литиум железен фосфат е широко избран како катоден материјал на моќни литиум-јонски батерии во Кина.Пазарните аналитичари од владите, научно-истражувачките институции, претпријатијата, па дури и компаниите за хартии од вредност се оптимисти за овој материјал и го сметаат за развојна насока за напојување на литиум-јонските батерии.Според анализата на причините, главно постојат следниве две точки: Прво, поради влијанието на насоката за истражување и развој во Соединетите Американски Држави, компаниите Valence и A123 во САД првпат користеле литиум железо фосфат како катоден материјал. на литиум-јонски батерии.Второ, материјалите од литиум манганат со добри перформанси за циклирање и складирање на висока температура што можат да се користат за напојување на литиум-јонски батерии не се подготвени во Кина.Сепак, литиум железо фосфат, исто така, има фундаментални дефекти кои не можат да се игнорираат, што може да се сумира на следниов начин:
1. Во процесот на синтерување на подготовката на литиум железо фосфат, можно е железниот оксид да може да се редуцира до едноставно железо во атмосфера што ја намалува високата температура.Железото, најтабу супстанцијата во батериите, може да предизвика микро краток спој на батериите.Ова е главната причина зошто Јапонија не го користи овој материјал како катоден материјал на литиум-јонските батерии од моќен тип.
2. Литиум железо фосфат има некои дефекти во изведбата, како што се мала густина на набивање и густина на набивање, што резултира со мала енергетска густина на литиум јонската батерија.Перформансите на ниски температури се слаби, дури и ако неговата нано- и јаглеродна обвивка не го решава овој проблем.Кога д-р Дон Хилебранд, директор на Центарот за систем за складирање енергија на Националната лабораторија Аргон, зборуваше за ниските температурни перформанси на литиум железо фосфатната батерија, тој тоа го опиша како страшно.Нивните резултати од тестот на батеријата со литиум железо фосфат покажаа дека батеријата со литиум железо фосфат не може да вози електрични возила на ниски температури (под 0 ℃).Иако некои производители тврдат дека стапката на задржување на капацитетот на литиум железо фосфатната батерија е добра при ниски температури, таа е во услови на мала струја на празнење и низок исклучен напон на празнење.Во овој случај, опремата воопшто не може да се стартува.
3. Трошоците за подготовка на материјалите и трошоците за производство на батериите се високи, приносот на батериите е низок, а конзистентноста е слаба.Иако електрохемиските својства на материјалите се подобрени со нанокристализацијата и јаглеродното обложување на литиум железен фосфат, предизвикани се и други проблеми, како што се намалувањето на густината на енергијата, подобрувањето на цената на синтезата, слабите перформанси на обработка на електродите и суровата околина. барања.Иако хемиските елементи Li, Fe и P во литиум железо фосфат се многу богати и цената е мала, цената на подготвениот производ од литиум железо фосфат не е ниска.Дури и по отстранувањето на раните трошоци за истражување и развој, процесната цена на овој материјал плус повисоките трошоци за подготовка на батериите ќе ги направи конечните трошоци за складирање на единицата енергија повисоки.
4. Лоша конзистентност на производот.Во моментов, ниту една фабрика за материјали за литиум железо фосфат во Кина не може да го реши овој проблем.Од гледна точка на подготовка на материјалот, реакцијата на синтеза на литиум железо фосфат е сложена хетерогена реакција, вклучувајќи цврст фосфат, железен оксид и литиумска сол, прекурсор додаден јаглерод и редуцирачка гасна фаза.Во овој сложен процес на реакција, тешко е да се обезбеди конзистентност на реакцијата.
5. Прашања за интелектуална сопственост.Во моментов, основниот патент на литиум железо фосфат е во сопственост на Универзитетот во Тексас во САД, додека патентот обложен со јаглерод го бара Канаѓаните.Овие два основни патенти не можат да се заобиколат.Ако авторските права на патент се вклучени во трошокот, цената на производот дополнително ќе се зголеми.
Дополнително, од искуството на истражување и развој и производство на литиум-јонски батерии, Јапонија е првата земја што ги комерцијализираше литиум-јонските батерии и отсекогаш го окупираше висококвалитетниот пазар на литиум-јонски батерии.Иако САД се водечки во некои основни истражувања, досега нема голем производител на литиум-јонски батерии.Затоа, поразумно е Јапонија да избере модифициран литиум манганат како катоден материјал на литиум-јонска батерија од моќен тип.Дури и во Соединетите Американски Држави, половина од производителите користат литиум железо фосфат и литиум манганат како катодни материјали од енергетски тип на литиум-јонски батерии, а федералната влада исто така го поддржува истражувањето и развојот на овие два системи.Со оглед на горенаведените проблеми, литиум железо фосфатот е тешко да се користи како катоден материјал за напојување на литиум-јонски батерии во возила со нова енергија и други полиња.Ако можеме да го решиме проблемот со лошите перформанси на високотемпературно возење и складирање на литиум манганат, тој ќе има голем потенцијал во примената на моќни литиум-јонски батерии со предностите на ниската цена и високите перформанси.
Време на објавување: 19-10-2022 година