Kelemahan bateri lithium besi fosfat
Sama ada bahan mempunyai potensi untuk aplikasi dan pembangunan, sebagai tambahan kepada kelebihannya, kuncinya ialah sama ada bahan itu mempunyai kecacatan asas.
Pada masa ini, fosfat besi litium dipilih secara meluas sebagai bahan katod bagi bateri litium-ion kuasa di China.Penganalisis pasaran daripada kerajaan, institusi penyelidikan saintifik, perusahaan dan juga syarikat sekuriti optimis tentang bahan ini dan menganggapnya sebagai hala tuju pembangunan bateri litium-ion kuasa.Menurut analisis sebab-sebabnya, terdapat dua perkara berikut: Pertama, disebabkan oleh pengaruh arah penyelidikan dan pembangunan di Amerika Syarikat, syarikat Valence dan A123 di Amerika Syarikat pertama kali menggunakan fosfat besi litium sebagai bahan katod. daripada bateri litium ion.Kedua, bahan litium manganat dengan kitaran suhu tinggi yang baik dan prestasi penyimpanan yang boleh digunakan untuk bateri litium-ion kuasa belum disediakan di China.Walau bagaimanapun, fosfat besi litium juga mempunyai kecacatan asas yang tidak boleh diabaikan, yang boleh diringkaskan seperti berikut:
1. Dalam proses pensinteran penyediaan fosfat besi litium, ada kemungkinan oksida besi boleh dikurangkan kepada besi mudah di bawah suasana pengurangan suhu tinggi.Besi, bahan yang paling dilarang dalam bateri, boleh menyebabkan litar pintas mikro bateri.Inilah sebab utama mengapa Jepun tidak menggunakan bahan ini sebagai bahan katod bagi bateri lithium ion jenis kuasa.
2. Litium besi fosfat mempunyai beberapa kecacatan prestasi, seperti ketumpatan tamping rendah dan ketumpatan pemadatan, mengakibatkan ketumpatan tenaga rendah bateri ion litium.Prestasi suhu rendah adalah lemah, walaupun salutan nano - dan karbonnya tidak menyelesaikan masalah ini.Apabila Dr. Don Hillebrand, pengarah Pusat Sistem Penyimpanan Tenaga Makmal Kebangsaan Argonne, bercakap tentang prestasi suhu rendah bateri fosfat besi litium, beliau menyifatkan ia sebagai dahsyat.Keputusan ujian mereka pada bateri litium besi fosfat menunjukkan bahawa bateri litium besi fosfat tidak boleh memandu kenderaan elektrik pada suhu rendah (di bawah 0 ℃).Walaupun sesetengah pengeluar mendakwa bahawa kadar pengekalan kapasiti bateri fosfat besi litium adalah baik pada suhu rendah, ia berada di bawah keadaan arus nyahcas rendah dan voltan potong nyahcas rendah.Dalam kes ini, peralatan tidak boleh dimulakan sama sekali.
3. Kos penyediaan bahan dan kos pembuatan bateri adalah tinggi, hasil bateri adalah rendah, dan konsistensi adalah lemah.Walaupun sifat elektrokimia bahan telah diperbaiki oleh penghabluran nano dan salutan karbon fosfat besi litium, masalah lain juga telah ditimbulkan, seperti pengurangan ketumpatan tenaga, peningkatan kos sintesis, prestasi pemprosesan elektrod yang lemah dan persekitaran yang keras. keperluan.Walaupun unsur kimia Li, Fe dan P dalam fosfat besi litium sangat kaya dan kosnya rendah, kos produk fosfat besi litium yang disediakan tidaklah rendah.Walaupun selepas mengeluarkan kos penyelidikan dan pembangunan awal, kos proses bahan ini ditambah dengan kos penyediaan bateri yang lebih tinggi akan menjadikan kos akhir penyimpanan tenaga unit lebih tinggi.
4. Konsistensi produk yang lemah.Pada masa ini, tiada kilang bahan fosfat besi litium di China dapat menyelesaikan masalah ini.Dari perspektif penyediaan bahan, tindak balas sintesis fosfat besi litium adalah tindak balas heterogen yang kompleks, termasuk fosfat pepejal, oksida besi dan garam litium, karbon tambahan prekursor dan mengurangkan fasa gas.Dalam proses tindak balas yang kompleks ini, sukar untuk memastikan konsistensi tindak balas.
5. Isu harta intelek.Pada masa ini, paten asas litium besi fosfat dimiliki oleh Universiti Texas di Amerika Syarikat, manakala paten bersalut karbon dipohon oleh warga Kanada.Kedua-dua paten asas ini tidak boleh dipintas.Jika royalti paten dimasukkan ke dalam kos, kos produk akan dinaikkan lagi.
Di samping itu, daripada pengalaman R&D dan pengeluaran bateri litium-ion, Jepun ialah negara pertama yang mengkomersialkan bateri litium-ion, dan sentiasa menduduki pasaran bateri litium-ion mewah.Walaupun Amerika Syarikat mendahului dalam beberapa penyelidikan asas, setakat ini tiada pengeluar bateri litium ion yang besar.Oleh itu, adalah lebih munasabah bagi Jepun untuk memilih litium manganat yang diubah suai sebagai bahan katod bagi bateri ion litium jenis kuasa.Malah di Amerika Syarikat, separuh daripada pengeluar menggunakan fosfat besi litium dan litium manganat sebagai bahan katod bagi bateri ion litium jenis kuasa, dan kerajaan persekutuan turut menyokong penyelidikan dan pembangunan kedua-dua sistem ini.Memandangkan masalah di atas, litium besi fosfat adalah sukar untuk digunakan secara meluas sebagai bahan katod bateri litium-ion kuasa dalam kenderaan tenaga baru dan bidang lain.Jika kita dapat menyelesaikan masalah prestasi berbasikal suhu tinggi dan penyimpanan litium manganat yang lemah, ia akan mempunyai potensi besar dalam penggunaan bateri litium-ion kuasa dengan kelebihan kos rendah dan prestasi kadar tinggi.
Masa siaran: 19-Okt-2022