معایب باتری لیتیوم آهن فسفات
اینکه آیا یک ماده دارای پتانسیل کاربرد و توسعه است، علاوه بر مزایای آن، نکته کلیدی این است که آیا مواد دارای عیوب اساسی هستند یا خیر.
در حال حاضر، فسفات آهن لیتیوم به طور گسترده ای به عنوان ماده کاتدی باتری های لیتیوم یون قدرت در چین انتخاب می شود.تحلیلگران بازار از دولت‌ها، موسسات تحقیقاتی علمی، شرکت‌ها و حتی شرکت‌های اوراق بهادار نسبت به این ماده خوش‌بین هستند و آن را جهت توسعه باتری‌های لیتیوم یونی می‌دانند.با توجه به تجزیه و تحلیل دلایل، عمدتاً دو نکته زیر وجود دارد: اول، به دلیل تأثیر مسیر تحقیق و توسعه در ایالات متحده، شرکت های Valence و A123 در ایالات متحده ابتدا از فسفات آهن لیتیوم به عنوان ماده کاتد استفاده کردند. از باتری های لیتیوم یونیثانیاً، مواد منگنات لیتیوم با چرخه دمای بالا و عملکرد ذخیره‌سازی خوب که می‌توانند برای برق باتری‌های لیتیوم یونی مورد استفاده قرار گیرند، در چین تهیه نشده‌اند.با این حال، فسفات آهن لیتیوم نیز دارای عیوب اساسی است که نمی توان آنها را نادیده گرفت که به طور خلاصه می توان به شرح زیر اشاره کرد:
1. در فرآیند پخت آماده سازی فسفات آهن لیتیوم، این امکان وجود دارد که اکسید آهن را بتوان تحت اتمسفر کاهنده دمای بالا به آهن ساده تبدیل کرد.آهن، تابوترین ماده در باتری ها، می تواند باعث اتصال کوتاه میکرو باتری ها شود.این دلیل اصلی عدم استفاده ژاپن از این ماده به عنوان ماده کاتدی باتری‌های لیتیوم یونی است.
2. فسفات آهن لیتیوم دارای برخی نقص های عملکردی است، مانند چگالی فشرده سازی کم و چگالی تراکم، و در نتیجه چگالی انرژی باتری لیتیوم یونی کم است.عملکرد دمای پایین ضعیف است، حتی اگر پوشش نانو و کربن آن این مشکل را حل نکند.وقتی دکتر دان هیلبراند، مدیر مرکز سیستم ذخیره انرژی آزمایشگاه ملی آرگون، در مورد عملکرد دمای پایین باتری لیتیوم آهن فسفات صحبت کرد، آن را وحشتناک توصیف کرد.نتایج آزمایش آنها بر روی باتری لیتیوم آهن فسفات نشان داد که باتری فسفات آهن لیتیوم نمی تواند وسایل نقلیه الکتریکی را در دمای پایین (زیر 0 ℃) هدایت کند.اگرچه برخی از سازندگان ادعا می کنند که میزان نگهداری ظرفیت باتری فسفات آهن لیتیوم در دمای پایین خوب است، اما در شرایط جریان تخلیه کم و ولتاژ قطع تخلیه کم است.در این حالت، تجهیزات را نمی توان به هیچ وجه راه اندازی کرد.
3. هزینه آماده سازی مواد و هزینه ساخت باتری ها بالا است، بازده باتری ها کم است و قوام ضعیف است.اگرچه خواص الکتروشیمیایی مواد با نانوکریستالیزاسیون و پوشش کربنی لیتیوم آهن فسفات بهبود یافته است، اما مشکلات دیگری نیز مانند کاهش چگالی انرژی، بهبود هزینه سنتز، عملکرد ضعیف پردازش الکترود و محیطی خشن ایجاد شده است. الزامات.اگرچه عناصر شیمیایی Li، Fe و P موجود در فسفات آهن لیتیوم بسیار غنی و قیمت پایین است، اما قیمت تمام شده محصول لیتیوم آهن فسفات کم نیست.حتی پس از حذف هزینه های اولیه تحقیق و توسعه، هزینه فرآیند این ماده به اضافه هزینه بالاتر تهیه باتری ها، هزینه نهایی ذخیره انرژی واحد را بالاتر می برد.
4. ثبات محصول ضعیف.در حال حاضر، هیچ کارخانه مواد فسفات آهن لیتیوم در چین نمی تواند این مشکل را حل کند.از منظر آماده سازی مواد، واکنش سنتز فسفات آهن لیتیوم یک واکنش ناهمگن پیچیده، شامل فسفات جامد، اکسید آهن و نمک لیتیوم، پیش ساز کربن اضافه شده و فاز گاز احیاکننده است.در این فرآیند واکنش پیچیده، اطمینان از سازگاری واکنش دشوار است.
5. مسائل مالکیت فکری.در حال حاضر، حق اختراع پایه لیتیوم فسفات آهن متعلق به دانشگاه تگزاس در ایالات متحده است، در حالی که ثبت اختراع با پوشش کربن توسط کانادایی ها درخواست می شود.این دو اختراع اساسی را نمی توان دور زد.اگر حق امتیاز ثبت اختراع در هزینه گنجانده شود، هزینه محصول بیشتر افزایش می یابد.
علاوه بر این، با توجه به تجربه تحقیق و توسعه و تولید باتری‌های لیتیوم یونی، ژاپن اولین کشوری است که باتری‌های لیتیوم یونی را تجاری می‌کند و همیشه بازار باتری‌های لیتیوم یونی رده بالا را اشغال کرده است.اگرچه ایالات متحده در برخی تحقیقات اساسی پیشرو است، اما تاکنون هیچ تولیدکننده بزرگ باتری لیتیوم یونی وجود ندارد.بنابراین، برای ژاپن منطقی تر است که منگنات لیتیوم اصلاح شده را به عنوان ماده کاتدی باتری لیتیوم یونی نوع قدرت انتخاب کند.حتی در ایالات متحده، نیمی از تولید کنندگان از فسفات آهن لیتیوم و منگنات لیتیوم به عنوان مواد کاتدی باتری های لیتیوم یونی نوع برق استفاده می کنند و دولت فدرال نیز از تحقیق و توسعه این دو سیستم حمایت می کند.با توجه به مشکلات فوق، استفاده گسترده از فسفات آهن لیتیوم به عنوان ماده کاتدی باتری های لیتیوم یون نیرو در وسایل نقلیه انرژی جدید و سایر زمینه ها دشوار است.اگر بتوانیم مشکل دوچرخه‌سواری و عملکرد ذخیره‌سازی ضعیف لیتیوم منگنات را در دمای بالا حل کنیم، پتانسیل زیادی در کاربرد باتری‌های لیتیوم یونی با مزایای کم هزینه و عملکرد با نرخ بالا خواهد داشت.
زمان ارسال: اکتبر-19-2022