A lítium-vas-foszfát akkumulátor hátrányai
Az, hogy egy anyagnak van-e alkalmazási és fejlesztési lehetősége, az előnyei mellett a kulcs az, hogy az anyagnak vannak-e alapvető hibái.
Jelenleg Kínában a lítium-vas-foszfátot széles körben választják ki a lítium-ion akkumulátorok katódanyagaként.A kormányok, a tudományos kutatóintézetek, a vállalatok, sőt az értékpapír-társaságok piaci elemzői optimistán tekintenek erre az anyagra, és a lítium-ion akkumulátorok fejlesztési irányának tekintik.Az okok elemzése szerint elsősorban a következő két pont van: Először is, az amerikai kutatás-fejlesztési irány befolyása miatt, az Egyesült Államokban a Valence és az A123 cégek használtak először lítium-vas-foszfátot katódanyagként. lítium-ion akkumulátorok.Másodszor, Kínában nem készítettek elő olyan lítium-manganát anyagokat, amelyek jó magas hőmérsékletű ciklus- és tárolási teljesítménnyel rendelkeznek, és amelyek lítium-ion akkumulátorok áramellátására használhatók.A lítium-vas-foszfátnak azonban vannak olyan alapvető hibái is, amelyeket nem lehet figyelmen kívül hagyni, amelyek a következőkben foglalhatók össze:
1. A lítium-vas-foszfát előállítása során a szinterezési folyamat során lehetséges, hogy a vas-oxidot magas hőmérsékletű redukáló atmoszférában egyszerű vasvá lehet redukálni.A vas, az akkumulátorok leginkább tabuanyaga, mikrozárlatot okozhat az akkumulátorokban.Ez a fő oka annak, hogy Japán nem használta ezt az anyagot a nagy teljesítményű lítium-ion akkumulátorok katódanyagaként.
2. A lítium-vas-foszfátnak van néhány teljesítményhibája, például alacsony a tömörítési sűrűsége és a tömörítési sűrűsége, ami a lítium-ion akkumulátor alacsony energiasűrűségét eredményezi.Alacsony hőmérsékleten gyenge a teljesítmény, még akkor is, ha nano- és szénbevonata nem oldja meg ezt a problémát.Amikor Dr. Don Hillebrand, az Argonne National Laboratory Energy Storage System Center igazgatója a lítium-vas-foszfát akkumulátor alacsony hőmérsékletű teljesítményéről beszélt, azt szörnyűnek minősítette.A lítium-vas-foszfát akkumulátoron végzett vizsgálati eredményeik azt mutatták, hogy a lítium-vas-foszfát akkumulátor alacsony hőmérsékleten (0 ℃ alatt) nem képes elektromos járműveket vezetni.Bár egyes gyártók azt állítják, hogy a lítium-vas-foszfát akkumulátor kapacitásmegtartási aránya alacsony hőmérsékleten jó, alacsony kisülési áram és alacsony kisülési feszültség mellett van.Ebben az esetben a berendezést egyáltalán nem lehet elindítani.
3. Az anyagok előkészítési költsége és az akkumulátorok gyártási költsége magas, az akkumulátorok hozama alacsony, az állaga rossz.Bár az anyagok elektrokémiai tulajdonságait javult a lítium-vas-foszfát nanokristályosítása és szénbevonata, más problémák is felmerültek, mint például az energiasűrűség csökkenése, a szintézis költségének javulása, az elektródák gyenge feldolgozási teljesítménye és a durva környezeti hatások. követelményeknek.Bár a Li, Fe és P kémiai elemek a lítium-vas-foszfátban nagyon gazdagok és a költségek alacsonyak, az elkészített lítium-vas-foszfát termék ára nem alacsony.Még a korai kutatási és fejlesztési költségek eltávolítása után is, ennek az anyagnak a folyamatköltsége, valamint az akkumulátorok magasabb előkészítési költsége növeli az egységnyi energiatárolás végső költségét.
4. A termék gyenge konzisztenciája.Jelenleg Kínában egyetlen lítium-vas-foszfát-anyaggyár sem tudja megoldani ezt a problémát.Az anyag-előkészítés szempontjából a lítium-vas-foszfát szintézisreakciója egy összetett heterogén reakció, amely magában foglalja a szilárd foszfátot, a vas-oxidot és a lítiumsót, a hozzáadott szén-prekurzort és a redukáló gázfázist.Ebben az összetett reakciófolyamatban nehéz biztosítani a reakció konzisztenciáját.
5. Szellemi tulajdonnal kapcsolatos kérdések.Jelenleg a lítium-vas-foszfát alapszabadalma az egyesült államokbeli Texasi Egyetem tulajdona, míg a szénbevonatú szabadalmat kanadaiak kérik.Ezt a két alapszabadalmat nem lehet megkerülni.Ha a szabadalmi jogdíj is beleszámít a költségbe, a termék költsége tovább emelkedik.
Ezen túlmenően a kutatás-fejlesztés és a lítium-ion akkumulátorok gyártása terén szerzett tapasztalatok alapján Japán az első ország, amely kereskedelmi forgalomba hozott lítium-ion akkumulátorokat, és mindig is a csúcskategóriás lítium-ion akkumulátorok piacát foglalta el.Bár néhány alapkutatásban az Egyesült Államok vezet, egyelőre nincs nagy lítium-ion akkumulátorgyártó.Ezért ésszerűbb, hogy Japán a módosított lítium-manganátot választja a nagy teljesítményű lítium-ion akkumulátor katódanyagaként.Még az Egyesült Államokban is a gyártók fele lítium-vas-foszfátot és lítium-manganátot használ az erősáramú lítium-ion akkumulátorok katódanyagaként, és a szövetségi kormány is támogatja e két rendszer kutatását és fejlesztését.Tekintettel a fenti problémákra, a lítium-vas-foszfátot nehéz széles körben alkalmazni a lítium-ion akkumulátorok katódanyagaként új energetikai járművekben és más területeken.Ha meg tudjuk oldani a lítium-manganát gyenge, magas hőmérsékleten történő kerékpározási és tárolási teljesítményének problémáját, akkor az alacsony költségű és nagy teljesítményű előnyeivel nagy potenciállal rendelkezik a nagy teljesítményű lítium-ion akkumulátorok alkalmazásában.
Feladás időpontja: 2022.10.19