Lítium-vas-foszfát elem rövid ismertetése

1. A termék meghatározásalítium-vas-foszfát elem

A lítium-vas-foszfát akkumulátor olyan lítium-ion akkumulátorra vonatkozik, amely pozitív elektród anyagként lítium-vas-foszfátot használ.

Sokféle katód anyag létezik a lítium-ion akkumulátorokhoz, elsősorban lítium-kobalát, lítium-mangánát, lítium-nikilát, háromrétegű anyagok, lítium-vas-foszfát stb. Ezek között a lítium-kobalt-oxidot jelenleg katód anyagként használják lítium-ion akkumulátorok, míg más katódos anyagokat jelenleg különféle okokból nem gyártanak tömeggyártásban a piacon. A lítium-foszfát szintén az egyik lítium-ion elem. Az anyagok elve alapján a lítium-vas-foszfát szintén interkalációs / deinterkalációs folyamat. Ez az elv pontosan megegyezik a lítium-kobalt-oxiddal és a lítium-mangánáttal.

A lítium-foszfát fokozatosan belép a lítium-ion akkumulátorok piacára a biztonság, a ciklus előnye és az anyagköltségek előnyei miatt.

2. Lítium-vas-foszfát-katód anyag

1997-ben az AKPadhi először számolt be arról, hogy a lítium-vas-foszfát (LiFePO4) funkciója a lítium elválasztása. Ennek az anyagnak van olivin típusú foszfát alapú lítium interkalációs anyaga, LiMPO4 (M: Mn, Fe, Co, Ni), és nagyon ígéretes katód anyaggá vált a lítium-ion akkumulátorok számára. A lítium-ion akkumulátorok pozitív elektródaként szolgáló lítium-vas-foszfát jó elektrokémiai tulajdonságokkal rendelkezik, a töltési és kisülési platform nagyon stabil, és a szerkezet stabil a töltési és kisütési folyamat során. Ugyanakkor az anyag nem mérgező, nem szennyező, jó biztonsági tulajdonságokkal rendelkezik, magas hőmérsékleten használható és sokféle nyersanyagforrással rendelkezik. Jelenleg ez az akkumulátoripar forrása a fejlesztés és a kutatás számára.

Ennek az anyagnak a fenti ábrán látható kristályszerkezete van.

Működési feszültségtartomány: 2,5 ~ 3,6 V, a platform körülbelül 3,3 V, ami alacsonyabb, mint a 3,7 V lítium-kobalt-oxid akkumulátor.

Az anyag gyenge vezetőképessége miatt a vezetőképes szén anyagot vagy vezető fémrészecskéket a lítium-vas-foszfát részecskékbe kell letenni, vagy a lítium-vas-foszfát részecskék felületét vezető szén anyaggal kell bevonni, hogy javítsák az anyag elektronikus vezetőképességét. anyag; vagy fémionokkal doppingozva a vezetőképesség javítása érdekében. Az anyag sűrűsége alacsony, és az akkumulátor térfogatspecifikus kapacitása alacsony, csak 180Wh / L (a lítium-kobalt-oxid lehet több, mint 400Wh / L). A kis akkumulátorok területén az azonos méretű akkumulátor kevesebb, mint a jelenlegi akkumulátor kapacitás felének.

3. Lítium-vas-foszfát elem és annak előnyei és hátrányai

A lítium-vas-foszfát előnyei:

1. Biztonság. A lítium-vas-foszfát biztonsági teljesítménye jelenleg az összes anyag közül a legjobb. Természetesen ugyanolyan biztonságossági teljesítménnyel rendelkezik, mint a többi foszfáttal. Ha lítium-vas-foszfátot használ akkumulátorként, soha ne aggódjon a robbanás miatt.

2. Magas stabilitás. Beleértve a magas hőmérsékleti töltést, a jó kapacitási stabilitást, a jó tárolási teljesítményt stb. Ez a legnagyobb előnye, és a legjobb az összes ismert anyag közül.

3. Környezetvédelem. A teljes gyártási folyamat tiszta és nem mérgező. Minden nyersanyag nem mérgező. A kobalt ellentétben mérgező anyag.

4. Az ár olcsó. A foszfát foszforsav-forrást, lítium-forrást és vasforrást használ fel alapanyagként, ezek az anyagok nagyon olcsók, nem tartalmaznak stratégiai és ritka erőforrásokat.

A lítium-vas-foszfát hátrányai:

1. Gyenge vezetőképesség. Ez a kérdés a legkritikusabb kérdése. Fontos probléma az, hogy a lítium-vas-foszfátot nem használták ilyen későn széles körben. Ezt a problémát azonban most már tökéletesen meg lehet oldani: C vagy más vezető anyag hozzáadása. A laboratóriumi jelentések elérhetik a legalább 160mAh / g fajlagos kapacitást. A cégünk által előállított lítium-vas-foszfát anyagot vezető anyaggal adták hozzá a gyártási folyamat során, és az elem gyártásakor nem kell hozzátenni. Valójában az anyag legyen: LiFePO4 / C, egy ilyen összetett anyag.

2. A csap sűrűsége alacsony. Általában csak az 1,3-1,5-et érheti el, és az alacsony csap sűrűségről mondhatjuk, hogy a lítium-vas-foszfát legnagyobb hátránya. Ez a hiányosság azt határozza meg, hogy a kis akkumulátorok, például a mobiltelefon akkumulátorok esetében nincs előnye. Annak ellenére, hogy olcsó, jó biztonsági teljesítménye, jó stabilitása és magas ciklusideje van, ha a térfogat túl nagy, csak kis mennyiségben képes helyettesíteni a lítium-kobalt-oxidot. Ez a hiányosság nem lesz feltűnő az akkumulátorok esetében. Ezért a lítium-vas-foszfátot főként akkumulátorok előállításához használják.

3. Jelenleg a kutatás és fejlesztés nem alapos. A lítium-vas-foszfát jelenlegi iparosodása, mint katód anyag, nem optimista. Mivel azt az elmúlt két évben fejlesztették ki, a különféle területeken folytatott kutatásokat folytatni kell.

4. Egyéb

Az akkumulátorok területén a biztonsági problémák és a lítium-kobalt-oxid magas árai miatt az akkumulátorok ajtaja előtt lebegett, és soha nem lépett be teljesen az akkumulátorok mezőjébe. A jelenlegi helyzet szerint a lítium-kobalátot és a lítium-mangántát kis tételekben használják. Természetes hibáik miatt azonban nem forgalmazták őket nagy mennyiségben. A termékek csak kis tételek próbatermelési szakaszában vannak. Jelenleg a nagyméretű kereskedelem A működés során még mindig vannak áttörhetetlen nehézségek. Az akkumulátorok területén a foszforsav-alapú pozitív elektródok hosszú ciklusú élettartammal, kiváló biztonsági teljesítménnyel, jó magas hőmérsékleti teljesítménnyel, rendkívül alacsony árral, az alacsony hőmérsékleti teljesítmény és a kisülési sebesség már eléri a lítium-kobalt-oxid szintjét. Ez válik a legígéretesebb energiaelektromos elemként, a következő 5 évben a nikkel-kadmium elemek fő helyettesítőjévé válhat, az elkövetkező 10 évben erőteljes versenytársa lesz a ólom-sav akkumulátoroknak, és a a következő 20 évben az ólom-sav akkumulátorok váltak a fő indító tápegység, az UPS és a tartalék tápegység, és a másodlagos akkumulátorok vezetővé válnak.

A lítium-vas-foszfát fő problémái az alacsony kapacitás, a magas gyártási költségek és az akkumulátorgyártás nehéz feldolgozása (a cellulóz, a húzás, a hengerlés és az egyéb folyamatok speciális kezelést igényelnek, sok vállalat nem tudja ezt jól kezelni) a koordinációt, amelyet nagymértékben befolyásolja a folyamat), és az elektromos készülékek használatának jelenlegi tendenciája a kompakt fejlesztés, tehát az akkumulátorra ugyanazok a követelmények vonatkoznak a nagy energiamennyiségű sűrűségre. Kapacitás szempontjából a lítium-vas-foszfátnak nincs jövője. Egyes akkumulátormezőknek, például az akkumulátoroknak, vannak előnyei.

A lítium-vas-foszfát kis csap sűrűséggel és nagy fajlagos felülettel rendelkezik. Meg kell változtatni az akkumulátor fejlett technológiáját, és az akkumulátor pólusrészének sűrűsége alacsony, tehát az azonos típusú akkumulátor kapacitása alacsonyabb.

Az elektrolitnak újra ki kell fejlesztenie egy megfelelő elektrolit-rendszert, és nehéz a teljesítményét meglévő érett elektrolitmal megtenni.

Ezenkívül, mivel a lítium-vas-foszfát akkumulátorok üzemi feszültségtartománya 2,5–3,6 V, és a platform körülbelül 3,3 V, nincs ömlesztett védelmi áramkör és töltő, ezért nehéz megmutatni annak jellemzőit a meglévő elektronikus készülékenAz ipar integrációja teljes egészében szükséges.