Parlant dels components bàsics de la bateria: cèl·lula de la bateria (4)

Desavantatges de la bateria de fosfat de ferro de liti

Si un material té potencial d'aplicació i desenvolupament, a més dels seus avantatges, la clau és si el material té defectes fonamentals.

Actualment, el fosfat de ferro de liti és àmpliament seleccionat com a material càtode de les bateries d'ió de liti d'energia a la Xina.Els analistes de mercat de governs, institucions de recerca científica, empreses i fins i tot empreses de valors són optimistes sobre aquest material i el consideren la direcció de desenvolupament de les bateries d'ió de liti.Segons l'anàlisi dels motius, hi ha principalment els dos punts següents: en primer lloc, a causa de la influència de la direcció de recerca i desenvolupament als Estats Units, les empreses Valence i A123 als Estats Units van utilitzar per primera vegada fosfat de ferro de liti com a material càtode. de bateries de ions de liti.En segon lloc, a la Xina no s'han preparat materials de manganat de liti amb un bon rendiment de cicle i emmagatzematge d'alta temperatura que es poden utilitzar per a bateries d'ió de liti.Tanmateix, el fosfat de ferro de liti també té defectes fonamentals que no es poden ignorar, que es poden resumir de la següent manera:

1. En el procés de sinterització de la preparació de fosfat de ferro de liti, és possible que l'òxid de ferro es pugui reduir a ferro simple sota una atmosfera reductora d'alta temperatura.El ferro, la substància més tabú de les bateries, pot provocar un micro curtcircuit de les bateries.Aquesta és la raó principal per la qual el Japó no ha utilitzat aquest material com a material càtode de les bateries d'ions de liti de tipus potència.

2. El fosfat de ferro de liti té alguns defectes de rendiment, com ara una baixa densitat de compactació i densitat de compactació, el que resulta en una baixa densitat d'energia de la bateria d'ions de liti.El rendiment a baixa temperatura és deficient, encara que el seu recobriment nano i carboni no resol aquest problema.Quan el doctor Don Hillebrand, director del Centre del Sistema d'emmagatzematge d'energia del Laboratori Nacional d'Argonne, va parlar del rendiment a baixa temperatura de la bateria de fosfat de ferro de liti, el va descriure com a terrible.Els resultats de les seves proves sobre la bateria de fosfat de ferro de liti van demostrar que la bateria de fosfat de ferro de liti no podia conduir vehicles elèctrics a baixa temperatura (per sota de 0 ℃).Tot i que alguns fabricants afirmen que la taxa de retenció de capacitat de la bateria de fosfat de ferro de liti és bona a baixa temperatura, es troba en condicions de baixa corrent de descàrrega i baixa tensió de tall de descàrrega.En aquest cas, l'equip no es pot iniciar en absolut.

3. El cost de preparació dels materials i el cost de fabricació de les bateries són alts, el rendiment de les bateries és baix i la consistència és deficient.Tot i que les propietats electroquímiques dels materials s'han millorat per la nanocristal·lització i el recobriment de carboni del fosfat de ferro de liti, també s'han produït altres problemes, com ara la reducció de la densitat d'energia, la millora del cost de síntesi, el rendiment deficient del processament d'elèctrodes i les dures ambientals. requisits.Tot i que els elements químics Li, Fe i P del fosfat de ferro de liti són molt rics i el cost és baix, el cost del producte preparat de fosfat de ferro de liti no és baix.Fins i tot després d'eliminar els primers costos de recerca i desenvolupament, el cost del procés d'aquest material més el cost més elevat de preparar les bateries farà que el cost final de l'emmagatzematge d'energia de la unitat sigui més elevat.

4. Poca consistència del producte.Actualment, cap fàbrica de material de fosfat de ferro de liti a la Xina pot resoldre aquest problema.Des de la perspectiva de la preparació del material, la reacció de síntesi del fosfat de ferro de liti és una reacció heterogènia complexa, que inclou fosfat sòlid, òxid de ferro i sal de liti, precursor afegit de carboni i fase gasosa reductora.En aquest procés de reacció complex, és difícil assegurar la consistència de la reacció.

5. Aspectes de propietat intel·lectual.Actualment, la patent bàsica del fosfat de ferro de liti és propietat de la Universitat de Texas als Estats Units, mentre que la patent recoberta de carboni la sol·liciten els canadencs.Aquestes dues patents bàsiques no es poden obviar.Si s'inclouen els drets de patent en el cost, el cost del producte s'incrementarà encara més.

知识产权

A més, a partir de l'experiència en R+D i producció de bateries d'ions de liti, el Japó és el primer país a comercialitzar bateries d'ions de liti i sempre ha ocupat el mercat de bateries d'ions de liti de gamma alta.Tot i que els Estats Units lideren algunes investigacions bàsiques, fins ara no hi ha un gran fabricant de bateries d'ions de liti.Per tant, és més raonable que el Japó triï manganat de liti modificat com a material càtode de la bateria d'ions de liti de tipus potència.Fins i tot als Estats Units, la meitat dels fabricants utilitzen fosfat de ferro de liti i manganat de liti com a materials càtodics de bateries d'ions de liti de tipus elèctric, i el govern federal també dóna suport a la investigació i el desenvolupament d'aquests dos sistemes.Tenint en compte els problemes anteriors, el fosfat de ferro de liti és difícil d'utilitzar àmpliament com a material càtode de bateries d'ió de liti en vehicles de nova energia i altres camps.Si podem resoldre el problema del mal rendiment del cicle a alta temperatura i l'emmagatzematge del manganat de liti, tindrà un gran potencial en l'aplicació de bateries d'ió de liti amb els seus avantatges de baix cost i rendiment d'alta velocitat.

 


Hora de publicació: 19-octubre-2022