Nackdelar med litiumjärnfosfatbatteri
Huruvida ett material har potential för tillämpning och utveckling, förutom sina fördelar, är nyckeln om materialet har grundläggande defekter.
För närvarande är litiumjärnfosfat brett valt som katodmaterial för kraftlitiumjonbatterier i Kina.Marknadsanalytiker från regeringar, vetenskapliga forskningsinstitutioner, företag och till och med värdepappersföretag är optimistiska om detta material och betraktar det som utvecklingsriktningen för kraftlitiumjonbatterier.Enligt analysen av orsakerna finns det huvudsakligen följande två punkter: För det första, på grund av påverkan från forsknings- och utvecklingsriktningen i USA, använde Valence och A123-företag i USA först litiumjärnfosfat som katodmaterial av litiumjonbatterier.För det andra har litiummanganatmaterial med goda högtemperaturcykler och lagringsprestanda som kan användas för kraftlitiumjonbatterier inte framställts i Kina.Men litiumjärnfosfat har också grundläggande defekter som inte kan ignoreras, vilket kan sammanfattas enligt följande:
1. I sintringsprocessen för framställning av litiumjärnfosfat är det möjligt att järnoxid kan reduceras till enkelt järn under högtemperaturreducerande atmosfär.Järn, det mest tabubelagda ämnet i batterier, kan orsaka mikrokortslutning av batterier.Detta är huvudorsaken till att Japan inte har använt detta material som katodmaterial för litiumjonbatterier av krafttyp.
2. Litiumjärnfosfat har vissa prestandadefekter, såsom låg stampdensitet och packningsdensitet, vilket resulterar i låg energitäthet för litiumjonbatterier.Lågtemperaturprestanda är dålig, även om dess nano- och kolbeläggning inte löser detta problem.När Dr Don Hillebrand, chef för Energy Storage System Center i Argonne National Laboratory, talade om lågtemperaturprestanda hos litiumjärnfosfatbatterier, beskrev han det som fruktansvärt.Deras testresultat på litiumjärnfosfatbatteri visade att litiumjärnfosfatbatteri inte kunde köra elfordon vid låg temperatur (under 0 ℃).Även om vissa tillverkare hävdar att kapacitetsretentionshastigheten för litiumjärnfosfatbatterier är bra vid låg temperatur, är den under villkoret låg urladdningsström och låg urladdningsavstängningsspänning.I det här fallet kan utrustningen inte startas alls.
3. Beredningskostnaden för material och tillverkningskostnaden för batterier är hög, utbytet av batterier är lågt och konsistensen är dålig.Även om de elektrokemiska egenskaperna hos materialen har förbättrats genom nanokristallisation och kolbeläggning av litiumjärnfosfat, har andra problem också uppstått, såsom minskning av energitätheten, förbättring av synteskostnad, dålig elektrodbearbetningsprestanda och tuff miljö krav.Även om de kemiska elementen Li, Fe och P i litiumjärnfosfat är mycket rika och kostnaden är låg, är kostnaden för den beredda litiumjärnfosfatprodukten inte låg.Även efter att de tidiga forsknings- och utvecklingskostnaderna har tagits bort, kommer processkostnaden för detta material plus den högre kostnaden för att förbereda batterier att göra den slutliga kostnaden för enhetsenergilagring högre.
4. Dålig produktkonsistens.För närvarande kan ingen fabrik för litiumjärnfosfatmaterial i Kina lösa detta problem.Ur perspektivet av materialberedning är syntesreaktionen av litiumjärnfosfat en komplex heterogen reaktion, inklusive fast fosfat, järnoxid och litiumsalt, koltillsatt prekursor och reducerande gasfas.I denna komplexa reaktionsprocess är det svårt att säkerställa reaktionens konsistens.
5. Immateriella rättigheter.För närvarande ägs grundpatentet för litiumjärnfosfat av University of Texas i USA, medan det kolbelagda patentet söks av kanadensare.Dessa två grundläggande patent kan inte förbigås.Om patentavgifter ingår i kostnaden kommer produktkostnaden att höjas ytterligare.
Dessutom, från erfarenheten av forskning och utveckling och produktion av litiumjonbatterier, är Japan det första landet att kommersialisera litiumjonbatterier och har alltid ockuperat marknaden för avancerade litiumjonbatterier.Även om USA är ledande inom viss grundforskning finns det än så länge ingen stor tillverkare av litiumjonbatterier.Därför är det mer rimligt för Japan att välja modifierat litiummanganat som katodmaterial för ett litiumjonbatteri av krafttyp.Även i USA använder hälften av tillverkarna litiumjärnfosfat och litiummanganat som katodmaterial av litiumjonbatterier av krafttyp, och den federala regeringen stöder också forskning och utveckling av dessa två system.Med tanke på ovanstående problem är litiumjärnfosfat svårt att användas i stor utsträckning som katodmaterial för kraftlitiumjonbatterier i nya energifordon och andra områden.Om vi kan lösa problemet med dålig högtemperaturcykling och lagringsprestanda för litiummanganat, kommer det att ha stor potential vid tillämpningen av kraftfulla litiumjonbatterier med dess fördelar med låg kostnad och hög prestanda.
Posttid: 19-10-2022