Dezavantajele bateriei cu litiu fosfat de fier
Dacă un material are potențialul de aplicare și dezvoltare, pe lângă avantajele sale, cheia este dacă materialul are defecte fundamentale.
În prezent, fosfatul de fier litiu este ales pe scară largă ca material catodic al bateriilor litiu-ion de putere în China.Analiștii de piață din guverne, instituții de cercetare științifică, întreprinderi și chiar companii de valori mobiliare sunt optimiști cu privire la acest material și îl consideră direcția de dezvoltare a bateriilor litiu-ion de putere.Conform analizei motivelor, există în principal următoarele două puncte: În primul rând, datorită influenței direcției de cercetare și dezvoltare din Statele Unite, companiile Valence și A123 din Statele Unite au folosit pentru prima dată fosfat de litiu și fier ca material catod. a bateriilor litiu-ion.În al doilea rând, materialele manganat de litiu cu performanțe bune de cicluri de temperatură înaltă și de stocare care pot fi utilizate pentru baterii de litiu-ion nu au fost pregătite în China.Cu toate acestea, fosfatul de litiu fier are și defecte fundamentale care nu pot fi ignorate, care pot fi rezumate după cum urmează:
1. În procesul de sinterizare al preparării fosfatului de litiu și fier, este posibil ca oxidul de fier să poată fi redus la fier simplu în atmosferă de reducere a temperaturii ridicate.Fierul, cea mai tabuă substanță din baterii, poate provoca microscurtcircuit al bateriilor.Acesta este motivul principal pentru care Japonia nu a folosit acest material ca material catod al bateriilor cu ioni de litiu de tip putere.
2. Fosfatul de fier cu litiu are unele defecte de performanță, cum ar fi densitatea scăzută de tamponare și densitatea de compactare, rezultând o densitate scăzută de energie a bateriei cu ioni de litiu.Performanța la temperaturi scăzute este slabă, chiar dacă stratul său nano și carbon nu rezolvă această problemă.Când dr. Don Hillebrand, directorul Centrului Sistemului de Stocare a Energiei al Laboratorului Național Argonne, a vorbit despre performanța la temperatură scăzută a bateriei cu litiu și fier fosfat, el a descris-o ca fiind îngrozitoare.Rezultatele testelor lor asupra bateriei cu litiu fier fosfat au arătat că bateria cu litiu fier fosfat nu poate conduce vehicule electrice la temperatură scăzută (sub 0 ℃).Deși unii producători susțin că rata de reținere a capacității bateriei cu litiu și fier fosfat este bună la temperatură scăzută, aceasta este în condițiile unui curent de descărcare scăzut și a unei tensiuni scăzute de întrerupere a descărcarii.În acest caz, echipamentul nu poate fi pornit deloc.
3. Costul de pregătire al materialelor și costul de fabricație al bateriilor sunt mari, randamentul bateriilor este scăzut, iar consistența este slabă.Deși proprietățile electrochimice ale materialelor au fost îmbunătățite prin nanocristalizarea și acoperirea cu carbon a fosfatului de litiu și fier, au apărut și alte probleme, cum ar fi reducerea densității energetice, îmbunătățirea costului de sinteză, performanța slabă de procesare a electrozilor și durerea mediului. cerințe.Deși elementele chimice Li, Fe și P din fosfatul de litiu fier sunt foarte bogate și costul este scăzut, costul produsului preparat de litiu fier fosfat nu este scăzut.Chiar și după eliminarea costurilor timpurii de cercetare și dezvoltare, costul de proces al acestui material plus costul mai mare de pregătire a bateriilor va face ca costul final al stocării unității de energie să fie mai mare.
4. Consistență slabă a produsului.În prezent, nicio fabrică de materiale de fosfat de fier litiu din China nu poate rezolva această problemă.Din perspectiva pregătirii materialelor, reacția de sinteză a fosfatului de litiu și fier este o reacție complexă eterogenă, care include fosfat solid, oxid de fier și sare de litiu, precursor adăugat de carbon și fază gazoasă reducătoare.În acest proces de reacție complex, este dificil să se asigure consistența reacției.
5. Probleme de proprietate intelectuală.În prezent, brevetul de bază al fosfatului de litiu fier este deținut de Universitatea din Texas din Statele Unite, în timp ce brevetul acoperit cu carbon este solicitat de canadieni.Aceste două brevete de bază nu pot fi ocolite.Dacă redevențele de brevet sunt incluse în cost, costul produsului va fi crescut în continuare.
În plus, din experiența cercetării și dezvoltării și producției de baterii litiu-ion, Japonia este prima țară care a comercializat baterii litiu-ion și a ocupat întotdeauna piața high-end a bateriilor litiu-ion.Deși Statele Unite sunt lider în unele cercetări de bază, până acum nu există un mare producător de baterii litiu-ion.Prin urmare, este mai rezonabil ca Japonia să aleagă manganat de litiu modificat ca material catod al bateriei cu ioni de litiu de tip putere.Chiar și în Statele Unite, jumătate dintre producători folosesc fosfat de litiu de fier și manganat de litiu ca materiale catodice ale bateriilor cu ioni de litiu de tip putere, iar guvernul federal sprijină, de asemenea, cercetarea și dezvoltarea acestor două sisteme.Având în vedere problemele de mai sus, fosfatul de litiu fier este dificil de utilizat pe scară largă ca material catodic al bateriilor litiu-ion de putere în vehiculele cu energie nouă și în alte domenii.Dacă putem rezolva problema ciclării scăzute la temperatură ridicată și a performanței de stocare a manganatului de litiu, acesta va avea un potențial mare în aplicarea bateriilor litiu-ion de putere, cu avantajele sale de cost scăzut și performanță ridicată.
Ora postării: 19-oct-2022