Kort introduktion af lithium jern fosfat batteri

  1. Definition aflithium jern fosfat batteri

Lithium jernphosphatbatteriet refererer til et lithium-ion-batteri, der bruger lithiumjernphosphat som et positivt elektrodemateriale.

Der findes mange slags katodematerialer til lithium-ion-batterier, hovedsagelig lithiumkobaltat, lithium manganat, lithium nickelat, ternære materialer, lithium jern fosfat, osv. Blandt dem anvendes lithiumkoboltoxid i øjeblikket som katodemateriale til langt de fleste lithium-ion-batterier, mens andre katodematerialer i øjeblikket ikke masseproduceres på markedet af forskellige årsager. Lithium jern fosfat er også en af lithium-ion batterier. Ud fra princippet om materialer er lithium jernphosphat også en interkalations-/deintercalingproces. Dette princip er nøjagtig det samme som lithium koboltoxid og lithium manganat.

Lithium jern fosfat er gradvist ind i lithium ion magt batteri markedet på grund af fordelene ved sikkerhed, cyklus livscyklus fordel, og materialeomkostninger.

2. Lithium jern fosfat katode materiale

I 1997 rapporterede A.K.Padhi for første gang, at lithium jernphosphat (LiFePO4) har den funktion at deintercalating lithium. Dette materiale har en olivin-type fosfat-baseret lithium interkalation materiale, LiMPO4 (M: Mn, Fe, Co, Ni), og er blevet en meget lovende katode materiale til lithium ion batterier. Lithium jern fosfat som en positiv elektrode materiale til lithium ion batterier har god elektrokemisk ydeevne, opladning og afladning platform er meget stabil, og strukturen er stabil under opladning og losning proces. Samtidig er materialet ikke-giftigt, ikke-forurenende, har gode sikkerhedsresultater, kan anvendes i et miljø med høj temperatur og har en bred vifte af råstofkilder. Det er i øjeblikket et hot spot i batteriindustrien for udvikling og forskning.

Dette materiale har krystalstrukturen vist i figuren ovenfor.

Driftsspænding rækkevidde: 2,5 ~ 3,6 V, platformen er omkring 3.3V, hvilket er lavere end 3.7V lithium kobolt oxid batteri.

På grund af materialets dårlige ledningsevne er det nødvendigt at dope det ledende kulstofmateriale eller ledende metalpartikler i lithiumjernphosphatpartiklerne eller belægge overfladen af lithium-jernfosfatpartiklerne med ledende kulstofmateriale for at forbedre materialets elektroniske ledningsevne; eller doping med metalioner for at forbedre ledningsevnen. Densiteten af materialet er lav, og volumen specifik kapacitet af batteriet er lav, kun 180Wh / L (lithium koboltoxid kan være mere end 400Wh / L). Inden for små batterier er batteriet i samme størrelse mindre end halvdelen af den eksisterende batterikapacitet.

3. Lithium jern fosfat batteri og dets fordele og ulemper

Fordele ved lithium jern fosfat:

1. Sikkerhed. Sikkerheden ydeevne lithium jern fosfat er den bedste blandt alle materialer i øjeblikket. Selvfølgelig har det samme sikkerhedspræstationer som andre fosfater. Hvis du bruger lithium jern fosfat som batteriet, bør du aldrig bekymre dig om problemet med eksplosion.

2. Høj stabilitet. Herunder høj temperatur opladning, god kapacitet stabilitet, god opbevaring ydeevne, osv. Dette er den største fordel, og det er den bedste blandt alle kendte materialer.

3. Miljøbeskyttelse. Hele produktionsprocessen er ren og ikke-giftig. Alle råvarer er ikke-giftige. I modsætning til kobolt er et giftigt stof.

4. Prisen er billig. Fosfat bruger fosforsyre kilde, lithium kilde og jern kilde som materialer, disse materialer er meget billige, ingen strategiske ressourcer og sjældne ressourcer.

Ulemper ved lithium jern fosfat:

1. Dårlig ledningsevne. Dette spørgsmål er dets mest kritiske spørgsmål. Grunden til, at lithium jern fosfat ikke har været meget udbredt så sent er et stort problem. Men dette problem kan nu løses perfekt: det er at tilføje C eller andre ledende midler. Laboratorierapporter kan nå en specifik kapacitet på 160mAh/g eller mere. Lithium jern fosfat materiale produceret af vores virksomhed er blevet tilføjet med et ledende middel under produktionsprocessen, og behøver ikke at blive tilføjet, når du foretager batteriet. Faktisk bør materialet være: LiFePO4/C, sådan et kompositmateriale.

2. Hanen tæthed er lav. Generelt kan det kun nå 1,3-1,5, og den lave tryktæthed kan siges at være den største ulempe ved lithium jern fosfat. Denne mangel fastslår, at det ikke har nogen fordel i små batterier såsom mobiltelefon batterier. Selv om det har lave omkostninger, god sikkerhed ydeevne, god stabilitet og høje cyklus gange, hvis volumen er for stor, kan det kun erstatte lithium koboltoxid i små mængder. Denne mangel vil ikke være fremtrædende i el-batterier. Derfor er lithium jern fosfat hovedsagelig bruges til at gøre magt batterier.

3. På nuværende tidspunkt er forskning og udvikling ikke i dybden. Den nuværende industrialisering af lithium jern fosfat som katodemateriale er ikke optimistisk. Da den er blevet udviklet i de sidste to år, er det nødvendigt at fortsætte forskningen på forskellige områder.

4.

På området for elbatterier har det på grund af sikkerhedsproblemerne og de høje priser på lithiumkoboltoxid svævet uden for døren til elbatterier og er aldrig helt kommet ind på området for elbatterier. Den nuværende situation er, at lithium koboltat og lithium manganat anvendes i små partier. På grund af deres iboende fejl er de imidlertid ikke blevet kommercialiseret i store mængder. Produkterne er kun i forsøgsproduktionsfasen for små partier. I øjeblikket, storstilet kommercialisering Der er stadig nogle uoverstigelige vanskeligheder i drift. Inden for elbatterier har fosforsyrebaserede positive elektrodematerialer lang levetid, fremragende sikkerhedspræstationer, god høj temperatur, ekstremt lav pris og lav temperatur og afladning af hastigheden kan allerede nå niveauet af lithiumkoboltoxid. Det bliver den mest lovende strøm batteri materiale, kan det blive den vigtigste erstatning for nikkel-cadmium batterier i de næste 5 år, vil det blive en stærk konkurrent til bly-syre batterier i de næste 10 år, og det kan udskiftes i de næste 20 år Bly-syre batterier er blevet den vigtigste startstrømforsyning, UPS strømforsyning og backup strømforsyning , og blive leder af sekundære batterier.

De største problemer i lithium jern fosfat er lav kapacitet, høje produktionsomkostninger, og vanskelig behandling i batteriproduktion (papirmasse, tegning, rullende og andre processer kræver særlig behandling, kan mange virksomheder ikke håndtere det godt) sats udledning Ustabil (kræver en specifik batteri proces koordinering, som er stærkt påvirket af processen), og den nuværende tendens til brug af elektriske apparater er den kompakte udvikling , så batteriet har også de samme krav til høj volumen energitæthed. Fra et kapacitetssynspunkt har lithium jernphosphat ingen fremtid. Visse batterifelter har fordele, f.eks.

Lithium jern fosfat har en lav hanetæthed og et stort specifikt overfladeareal. Det er nødvendigt at ændre den avancerede teknologi af batteriet, og overfladetætheden af batteriet pole stykke er lav, så kapaciteten af samme type batteri er lavere.

Elektrolytten skal også udvikle et egnet elektrolytsystem igen, og det er vanskeligt at udøve sin ydeevne med den eksisterende modne elektrolyt.

Hertil kommer, at fordi driftsspændingsområdet af lithium jern fosfat batterier er 2,5 til 3,6 V, og platformen er omkring 3,3 V, er der ingen bulk beskyttelse kredsløb og oplader, er det vanskeligt at udøve sine egenskaber på eksisterende elektronisk udstyrog der er behov for en helhed, er integration af industrien.