Kratak uvod litij željezo fosfata baterije

  1. Definicijalitij željezo fosfatna baterija

Litij željezo fosfat baterija odnosi se na litij-ionsku bateriju pomoću litij željeznog fosfata kao pozitivnog elektroda materijala.

Postoje mnoge vrste katodnih materijala za litij-ionske baterije, uglavnom litij kobaltat, litij manganat, litij nickelat, ternarski materijali, litij željezo fosfat, itd. Među njima, litij kobalt oksid trenutno se koristi kao katodni materijal za veliku većinu litij-ionskih baterija, dok drugi katodni materijali trenutno nisu masovno proizvedeni na tržištu iz raznih razloga. Litij željezo fosfat je također jedan od litij-ionskih baterija. Od načela materijala, litij željezo fosfat je također interkalacija / deinterkalacija proces. Ovaj princip je točno isti kao litij kobalt oksid i litij manganat.

Litij željezo fosfat postupno ulazi na litij-ionski tržištu baterije zbog prednosti sigurnosti, ciklus život prednost, i materijalne cijene.

2. Katodni materijal litij željeza fosfata

Godine 1997., A.K.Padhi je po prvi put izvijestio da litij željezo fosfat (LiFePO4) ima funkciju deinterkalirajući litij. Ovaj materijal ima materijal za interkalaciju litij na bazi olivine, litij-ionski materijal, LiMPO4 (M: Mn, Fe, Co, Ni), te je postao vrlo obećavajući katodni materijal za litij-ionske baterije. Litij željezo fosfat kao pozitivan elektroda materijala za litij-ionske baterije ima dobre elektrokemijske performanse, platforma za punjenje i pražnjenje je vrlo stabilna, a struktura je stabilna tijekom procesa punjenja i pražnjenja. U isto vrijeme, materijal je netoksičan, ne-zagađuje, ima dobre sigurnosne performanse, može se koristiti u okruženju visoke temperature, te ima širok raspon izvora sirovina. To je trenutno vruće mjesto u industriji baterije za razvoj i istraživanje.

Ovaj materijal ima kristalnu strukturu prikazanu na slici iznad.

Raspon radnog napona: 2,5 ~ 3,6V, platforma je oko 3,3 V, što je niže od 3,7 V litij kobalt oksida baterije.

Zbog loše vodljivosti materijala, potrebno je doping vodljivi ugljikov materijal ili vodljive metalne čestice u litij željezo fosfat čestice, ili premazati površinu litijski željezo fosfat čestice s vodljivog ugljika materijala za poboljšanje elektroničke vodljivosti materijala; ili doping s metalnim ionima kako bi se poboljšala vodljivost. Gustoća materijala je niska, a kapacitet napunjenosti volumena baterije je nizak, samo 180Wh/L (litij kobaltni oksid može biti veći od 400Wh/L). U području malih baterija baterija baterija iste veličine manja je od polovice postojećeg kapaciteta baterije.

3. Litij željezo fosfat baterija i njegove prednosti i nedostaci

Prednosti litij željezo fosfata:

1. Sigurnost. Sigurnosna učinkovitost litij željeznog fosfata je najbolji među svim materijalima u ovom trenutku. Naravno, ima iste sigurnosne performanse kao i drugi fosfati. Ako koristite litij željezo fosfat kao bateriju, nikada ne bi trebali brinuti o problemu eksplozije.

2. Visoka stabilnost. Uključujući punjenje visoke temperature, dobru stabilnost kapaciteta, dobre performanse skladištenja itd. To je najveća prednost, a to je najbolji među svim poznatim materijalima.

3. Zaštita okoliša. Cijeli proizvodni proces je čist i netoksičan. Sve sirovine su netoksične. Za razliku od kobalta je otrovna tvar.

4. Cijena je jeftina. Fosfat koristi izvor fosforne kiseline, litij izvor i izvor željeza kao materijale, ovi materijali su vrlo jeftini, nema strateških resursa i rijetkih resursa.

Nedostaci litij željezo fosfata:

1. Loša vodljivost. Ovo pitanje je njegovo najkritičnije pitanje. Razlog zašto litij željezo fosfat nije naširoko koristi tako kasno je veliki problem. Međutim, ovaj problem sada se može riješiti savršeno: to je dodati C ili drugih vodljivih sredstava. Laboratorijska izvješća mogu doseći određeni kapacitet od 160mAh/g ili više. Litij željezo fosfatni materijal proizveden od strane naše tvrtke je dodan s vodljivim sredstvom tijekom proizvodnog procesa, i ne treba dodati prilikom izrade baterije. U stvari, materijal bi trebao biti: LiFePO4/C, takav kompozitni materijal.

2. Gustoća slavine je niska. Općenito može doći samo do 1,3-1,5, a niska gustoća slavine može se reći da je najveći nedostatak litij željeza fosfata. Ovaj nedostatak određuje da nema prednost u malim baterijama kao što su baterije mobilnog telefona. Iako ima niske cijene, dobre sigurnosne performanse, dobru stabilnost i visok ciklus puta, Ako je volumen prevelik, može zamijeniti samo litij kobalt oksid u malim količinama. Ovaj nedostatak neće biti istaknut u električnim baterijama. Dakle, litij željezo fosfat se uglavnom koristi kako bi električne baterije.

3. Trenutačno istraživanja i razvoj nisu detaljni. Trenutna industrijalizacija litij željeznog fosfata kao katodnog materijala nije optimistična. Budući da je razvijen u posljednje dvije godine, istraživanja u različitim područjima treba nastaviti.

4. Ostalo

U području električnih baterija, zbog sigurnosnih problema i visokih cijena litij kobalt oksida, lebdi ispred vrata baterija napajanja i nikada nije u potpunosti ušao u polje baterija napajanja. Trenutna situacija je da se litij kobaltat i litij manganat koriste u malim serijama. Međutim, zbog svojih inherentnih nedostataka, oni nisu bili komercijalizirani u velikim količinama. Proizvodi su samo u fazi probne proizvodnje malih serija. Trenutno, velikih komercijalizacija Još uvijek postoje neke nepremostive poteškoće u radu. U području električnih baterija, pozitivni elektrode na bazi fosforne kiseline imaju dugi vijek trajanja ciklusa, izvrsne sigurnosne performanse, dobre visoke temperature, iznimno nisku cijenu, a niske performanse temperature i ispuštanje stope već mogu doseći razinu litij kobaltnog oksida. Ona postaje najobećavajući materijal baterije snage, može postati glavna zamjena za nikal-kadmij baterije u sljedećih 5 godina, to će postati snažan konkurent olovne kiseline baterije u sljedećih 10 godina, a može se zamijeniti u sljedećih 20 godina Olovo-kiselina baterije su postali glavni početni napajanje, UPS napajanje i backup napajanje i postati vođa sekundarnih baterija.

Glavni problemi litij željeznog fosfata su nizak kapacitet, visoki troškovi proizvodnje i teška obrada u proizvodnji baterije (celuloza, crtanje, valjanje i drugi procesi zahtijevaju poseban tretman, mnoge tvrtke ne mogu nositi s njom dobro) stopa iscjedak Nestabilna (zahtijeva određenu koordinaciju procesa baterije, što je uvelike pogođeno procesom), a trenutni trend korištenja električnih uređaja je kompaktan razvoj , tako da baterija također ima iste zahtjeve za gustoću energije velikog volumena. S točke kapaciteta gledišta, litij željezo fosfat nema budućnosti. Određena polja baterije imaju prednosti, kao što su baterije napajanja.

Litij željezo fosfat ima nisku gustoću slavine i veliku specifičnu površinu. Potrebno je promijeniti naprednu tehnologiju baterije, a gustoća površine dijela pol baterije je niska, tako da je kapacitet iste vrste baterije niži.

Elektrolit također treba ponovno razviti odgovarajući sustav elektrolita, a teško je izvršiti svoje performanse s postojećim zrelim elektrolitom.

Osim toga, budući da je raspon radnih napona litij željeza fosfatnih baterija je 2,5 do 3,6V, a platforma je oko 3.3V, ne postoji rasuti zaštitni krug i punjač, teško je izvršiti svoje karakteristike na postojeće elektroničke opremepotrebna je integracija industrije.