Desventajas de la batería de fosfato de hierro y litio
Si un material tiene el potencial de aplicación y desarrollo, además de sus ventajas, la clave es si el material tiene defectos fundamentales.
En la actualidad, el fosfato de hierro y litio es ampliamente seleccionado como el material del cátodo de las baterías de iones de litio de potencia en China.Los analistas de mercado de gobiernos, instituciones de investigación científica, empresas e incluso compañías de valores son optimistas sobre este material y lo consideran la dirección de desarrollo de las baterías de iones de litio.Según el análisis de las razones, existen principalmente los dos puntos siguientes: Primero, debido a la influencia de la dirección de investigación y desarrollo en los Estados Unidos, las empresas Valence y A123 en los Estados Unidos utilizaron por primera vez fosfato de hierro y litio como material del cátodo. de baterías de iones de litio.En segundo lugar, en China no se han preparado materiales de manganato de litio con buenos ciclos de alta temperatura y rendimiento de almacenamiento que se puedan utilizar para alimentar baterías de iones de litio.Sin embargo, el fosfato de hierro y litio también tiene defectos fundamentales que no se pueden ignorar, que se pueden resumir de la siguiente manera:
1. En el proceso de sinterización de la preparación de fosfato de hierro y litio, es posible que el óxido de hierro se pueda reducir a hierro simple en una atmósfera reductora de alta temperatura.El hierro, la sustancia más tabú en las baterías, puede causar microcortocircuitos en las baterías.Esta es la razón principal por la que Japón no ha utilizado este material como material de cátodo de las baterías de iones de litio de tipo potencia.
2. El fosfato de hierro y litio tiene algunos defectos de rendimiento, como baja densidad de apisonamiento y densidad de compactación, lo que da como resultado una baja densidad de energía de la batería de iones de litio.El rendimiento a baja temperatura es deficiente, incluso si su recubrimiento de nano y carbono no resuelve este problema.Cuando el Dr. Don Hillebrand, director del Centro del Sistema de Almacenamiento de Energía del Laboratorio Nacional de Argonne, habló sobre el rendimiento a baja temperatura de la batería de fosfato de hierro y litio, lo describió como terrible.Los resultados de sus pruebas en la batería de fosfato de hierro y litio mostraron que la batería de fosfato de hierro y litio no podía conducir vehículos eléctricos a baja temperatura (por debajo de 0 ℃).Aunque algunos fabricantes afirman que la tasa de retención de capacidad de la batería de fosfato de hierro y litio es buena a baja temperatura, está bajo la condición de baja corriente de descarga y bajo voltaje de corte de descarga.En este caso, el equipo no se puede iniciar en absoluto.
3. El costo de preparación de los materiales y el costo de fabricación de las baterías son altos, el rendimiento de las baterías es bajo y la consistencia es deficiente.Aunque las propiedades electroquímicas de los materiales se han mejorado mediante la nanocristalización y el recubrimiento de carbono del fosfato de hierro y litio, también se han producido otros problemas, como la reducción de la densidad de energía, la mejora del costo de síntesis, el bajo rendimiento del procesamiento de electrodos y las duras condiciones ambientales. requisitosAunque los elementos químicos Li, Fe y P en el fosfato de hierro y litio son muy ricos y el costo es bajo, el costo del producto de fosfato de hierro y litio preparado no es bajo.Incluso después de eliminar los costos iniciales de investigación y desarrollo, el costo del proceso de este material más el mayor costo de preparación de las baterías hará que el costo final del almacenamiento unitario de energía sea más alto.
4. Mala consistencia del producto.En la actualidad, ninguna fábrica de material de fosfato de hierro y litio en China puede resolver este problema.Desde la perspectiva de la preparación del material, la reacción de síntesis del fosfato de hierro y litio es una reacción heterogénea compleja, que incluye fosfato sólido, óxido de hierro y sal de litio, precursor de carbono agregado y fase gaseosa reductora.En este complejo proceso de reacción, es difícil asegurar la consistencia de la reacción.
5. Cuestiones de propiedad intelectual.En la actualidad, la patente básica de fosfato de hierro y litio es propiedad de la Universidad de Texas en los Estados Unidos, mientras que la patente de recubrimiento de carbono es solicitada por canadienses.Estas dos patentes básicas no pueden pasarse por alto.Si las regalías de patentes se incluyen en el costo, el costo del producto aumentará aún más.
Además, a partir de la experiencia de I + D y producción de baterías de iones de litio, Japón es el primer país en comercializar baterías de iones de litio y siempre ha ocupado el mercado de baterías de iones de litio de alta gama.Aunque Estados Unidos está a la cabeza en algunas investigaciones básicas, hasta el momento no hay un gran fabricante de baterías de iones de litio.Por lo tanto, es más razonable que Japón elija manganato de litio modificado como el material del cátodo de la batería de iones de litio de tipo potencia.Incluso en los Estados Unidos, la mitad de los fabricantes utilizan fosfato de hierro y litio y manganato de litio como materiales de cátodo de baterías de iones de litio de tipo de energía, y el gobierno federal también apoya la investigación y el desarrollo de estos dos sistemas.En vista de los problemas anteriores, el fosfato de hierro y litio es difícil de usar ampliamente como material de cátodo de baterías de iones de litio en vehículos de nueva energía y otros campos.Si podemos resolver el problema del ciclo deficiente de alta temperatura y el rendimiento de almacenamiento del manganato de litio, tendrá un gran potencial en la aplicación de baterías de iones de litio con sus ventajas de bajo costo y alto rendimiento.
Hora de publicación: 19-oct-2022