Desvantagens da bateria de fosfato de ferro e lítio
Se um material tem potencial para aplicação e desenvolvimento, além de suas vantagens, a chave é se o material possui defeitos fundamentais.
Atualmente, o fosfato de ferro e lítio é amplamente selecionado como o material do cátodo das baterias de íon-lítio na China.Analistas de mercado de governos, instituições de pesquisa científica, empresas e até mesmo empresas de valores mobiliários estão otimistas sobre esse material e o consideram a direção do desenvolvimento de baterias de íon-lítio de energia.De acordo com a análise das razões, existem principalmente os dois pontos a seguir: Primeiro, devido à influência da direção de pesquisa e desenvolvimento nos Estados Unidos, as empresas Valence e A123 nos Estados Unidos usaram pela primeira vez fosfato de ferro e lítio como material de cátodo de baterias de íon de lítio.Em segundo lugar, materiais de manganato de lítio com bom ciclo de alta temperatura e desempenho de armazenamento que podem ser usados para alimentar baterias de íons de lítio não foram preparados na China.No entanto, o fosfato de ferro e lítio também apresenta defeitos fundamentais que não podem ser ignorados, que podem ser resumidos da seguinte forma:
1. No processo de sinterização da preparação de fosfato de ferro e lítio, é possível que o óxido de ferro seja reduzido a ferro simples sob atmosfera redutora de alta temperatura.O ferro, a substância mais tabu nas baterias, pode causar micro curto-circuito nas baterias.Esta é a principal razão pela qual o Japão não usou este material como o material do cátodo das baterias de íon de lítio do tipo de energia.
2. O fosfato de ferro e lítio tem alguns defeitos de desempenho, como baixa densidade de compressão e densidade de compactação, resultando em baixa densidade de energia da bateria de íon de lítio.O desempenho em baixa temperatura é ruim, mesmo que seu revestimento nano e carbono não resolva esse problema.Quando o Dr. Don Hillebrand, diretor do Centro do Sistema de Armazenamento de Energia do Laboratório Nacional de Argonne, falou sobre o desempenho de baixa temperatura da bateria de fosfato de ferro e lítio, ele o descreveu como terrível.Seus resultados de teste em bateria de fosfato de ferro e lítio mostraram que a bateria de fosfato de ferro e lítio não poderia dirigir veículos elétricos em baixa temperatura (abaixo de 0 ℃).Embora alguns fabricantes afirmem que a taxa de retenção de capacidade da bateria de fosfato de ferro e lítio é boa em baixa temperatura, ela está sob a condição de baixa corrente de descarga e baixa tensão de corte de descarga.Neste caso, o equipamento não pode ser iniciado.
3. O custo de preparação dos materiais e o custo de fabricação das baterias são altos, o rendimento das baterias é baixo e a consistência é ruim.Embora as propriedades eletroquímicas dos materiais tenham sido melhoradas pela nanocristalização e revestimento de carbono do fosfato de ferro e lítio, outros problemas também surgiram, como a redução da densidade de energia, a melhoria do custo de síntese, o baixo desempenho do processamento do eletrodo e as duras condições ambientais. requisitos.Embora os elementos químicos Li, Fe e P no fosfato de ferro e lítio sejam muito ricos e o custo seja baixo, o custo do produto de fosfato de ferro e lítio preparado não é baixo.Mesmo após a remoção dos custos iniciais de pesquisa e desenvolvimento, o custo do processo desse material mais o custo mais alto de preparação das baterias fará com que o custo final da unidade de armazenamento de energia seja mais alto.
4. Má consistência do produto.Atualmente, nenhuma fábrica de material de fosfato de ferro e lítio na China pode resolver este problema.Do ponto de vista da preparação do material, a reação de síntese do fosfato de ferro e lítio é uma reação heterogênea complexa, incluindo fosfato sólido, óxido de ferro e sal de lítio, precursor adicionado de carbono e fase gasosa redutora.Neste complexo processo de reação, é difícil garantir a consistência da reação.
5. Questões de propriedade intelectual.Atualmente, a patente básica do fosfato de ferro-lítio é de propriedade da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, enquanto a patente do carbono revestido é solicitada pelos canadenses.Essas duas patentes básicas não podem ser contornadas.Se os royalties da patente forem incluídos no custo, o custo do produto aumentará ainda mais.
Além disso, com base na experiência de P&D e produção de baterias de íon-lítio, o Japão é o primeiro país a comercializar baterias de íon-lítio e sempre ocupou o mercado de baterias de íon-lítio de ponta.Embora os Estados Unidos estejam liderando algumas pesquisas básicas, até agora não há nenhum grande fabricante de baterias de íon-lítio.Portanto, é mais razoável para o Japão escolher o manganato de lítio modificado como o material do cátodo da bateria de íon de lítio do tipo de energia.Mesmo nos Estados Unidos, metade dos fabricantes usa fosfato de ferro de lítio e manganato de lítio como materiais de cátodo de baterias de íon de lítio tipo de energia, e o governo federal também apóia a pesquisa e desenvolvimento desses dois sistemas.Em vista dos problemas acima, o fosfato de ferro e lítio é difícil de ser amplamente utilizado como material catódico de baterias de íon-lítio de energia em novos veículos de energia e outros campos.Se pudermos resolver o problema do baixo ciclo de alta temperatura e desempenho de armazenamento de manganato de lítio, ele terá um grande potencial na aplicação de baterias de íon-lítio de energia com suas vantagens de baixo custo e desempenho de alta taxa.
Horário da postagem: 19 de outubro de 2022