Litiumrautafosfaattiakun haitat
Onko materiaalilla käyttö- ja kehityspotentiaalia, etujensa lisäksi ratkaisevaa on, onko materiaalissa perustavanlaatuisia puutteita.
Tällä hetkellä litiumrautafosfaattia valitaan laajalti tehon litiumioniakkujen katodimateriaaliksi Kiinassa.Hallitusten, tieteellisten tutkimuslaitosten, yritysten ja jopa arvopaperiyhtiöiden markkina-analyytikot suhtautuvat tähän materiaaliin optimistisesti ja pitävät sitä teholitiumioniakkujen kehityssuuntana.Syiden analyysin mukaan on pääosin seuraavat kaksi seikkaa: Ensinnäkin yhdysvaltalaisen tutkimus- ja kehityssuunnan vaikutuksesta yhdysvaltalaiset Valence- ja A123-yhtiöt käyttivät ensimmäisen kerran litiumrautafosfaattia katodimateriaalina. litiumioniakuista.Toiseksi, Kiinassa ei ole valmistettu litiummanganaattimateriaaleja, joilla on hyvä kierto- ja säilytyskyky korkeassa lämpötilassa ja joita voidaan käyttää litiumioniakkujen tehoon.Litiumrautafosfaatissa on kuitenkin myös perustavanlaatuisia puutteita, joita ei voida jättää huomiotta, ja jotka voidaan tiivistää seuraavasti:
1. Litiumrautafosfaatin valmistuksen sintrausprosessissa on mahdollista, että rautaoksidi voidaan pelkistää yksinkertaiseksi raudaksi korkeassa lämpötilassa pelkistävässä ilmakehässä.Rauta, akkujen tabu-aine, voi aiheuttaa akkujen mikrooikosulun.Tämä on tärkein syy, miksi Japani ei ole käyttänyt tätä materiaalia tehotyyppisten litiumioniakkujen katodimateriaalina.
2. Litiumrautafosfaatilla on joitain suorituskykyvirheitä, kuten alhainen puristustiheys ja tiivistystiheys, mikä johtaa litiumioniakun alhaiseen energiatiheyteen.Matalan lämpötilan suorituskyky on huono, vaikka sen nano- ja hiilipinnoite ei ratkaise tätä ongelmaa.Kun tohtori Don Hillebrand, Argonnen kansallisen laboratorion Energy Storage System Centerin johtaja, puhui litiumrautafosfaattiakun alhaisen lämpötilan suorituskyvystä, hän kuvaili sitä kauheaksi.Heidän testituloksensa litiumrautafosfaattiakulla osoittivat, että litiumrautafosfaattiakku ei voinut ajaa sähköajoneuvoja alhaisessa lämpötilassa (alle 0 ℃).Vaikka jotkut valmistajat väittävät, että litiumrautafosfaattiakun kapasiteetin säilyvyysaste on hyvä alhaisessa lämpötilassa, se on alhaisen purkausvirran ja alhaisen purkauskatkaisujännitteen alaisena.Tässä tapauksessa laitetta ei voi käynnistää ollenkaan.
3. Materiaalien valmistuskustannukset ja akkujen valmistuskustannukset ovat korkeat, paristojen tuotto on alhainen ja konsistenssi huono.Vaikka litiumrautafosfaatin nanokiteytys ja hiilipinnoitus ovat parantaneet materiaalien sähkökemiallisia ominaisuuksia, on myös muita ongelmia, kuten energiatiheyden pieneneminen, synteesikustannusten paraneminen, huono elektrodien prosessointikyky ja ankara ympäristö. vaatimukset.Vaikka litiumrautafosfaatin kemialliset alkuaineet Li, Fe ja P ovat erittäin rikkaita ja kustannukset ovat alhaiset, valmistetun litiumrautafosfaattituotteen hinta ei ole alhainen.Jopa varhaisten tutkimus- ja kehityskustannusten poistamisen jälkeen tämän materiaalin prosessikustannukset sekä korkeammat akkujen valmistuskustannukset nostavat yksikköenergian varastoinnin lopullisia kustannuksia.
4. Huono tuotteen konsistenssi.Tällä hetkellä yksikään litiumrautafosfaattimateriaalitehdas Kiinassa ei pysty ratkaisemaan tätä ongelmaa.Materiaalin valmistuksen näkökulmasta litiumrautafosfaatin synteesireaktio on monimutkainen heterogeeninen reaktio, joka sisältää kiinteän fosfaatin, rautaoksidin ja litiumsuolan, hiilen esiasteen ja pelkistävän kaasufaasin.Tässä monimutkaisessa reaktioprosessissa on vaikea varmistaa reaktion johdonmukaisuutta.
5. Immateriaalioikeudet.Tällä hetkellä litiumrautafosfaatin peruspatentin omistaa Texasin yliopisto Yhdysvalloissa, kun taas hiilipinnoitettua patenttia hakevat kanadalaiset.Näitä kahta peruspatenttia ei voida ohittaa.Jos patenttirojaltit sisällytetään hintaan, tuotteen hinta nousee edelleen.
Lisäksi t&k-toiminnasta ja litiumioniakkujen tuotannosta saadun kokemuksen perusteella Japani on ensimmäinen maa, joka kaupallistaa litiumioniakkuja, ja se on aina ollut huippuluokan litiumioniakkujen markkinoilla.Vaikka Yhdysvallat on johtavassa asemassa joissakin perustutkimuksissa, toistaiseksi ei ole olemassa suurta litiumioniakkujen valmistajaa.Siksi Japanin on järkevämpää valita tehotyyppisen litiumioniakun katodimateriaaliksi modifioitu litiummanganaatti.Jopa Yhdysvalloissa puolet valmistajista käyttää litiumrautafosfaattia ja litiummanganaattia tehotyyppisten litiumioniakkujen katodimateriaalina, ja liittovaltion hallitus tukee myös näiden kahden järjestelmän tutkimusta ja kehitystä.Edellä mainittujen ongelmien vuoksi litiumrautafosfaattia on vaikea käyttää laajalti teholitiumioniakkujen katodimateriaalina uusissa energiaajoneuvoissa ja muilla aloilla.Jos pystymme ratkaisemaan litiummanganaatin huonon korkean lämpötilan pyöräily- ja varastointisuorituskyvyn ongelman, sillä on suuri potentiaali tehollisten litium-ioni-akkujen käyttöön, ja sen edut ovat alhaiset kustannukset ja korkea suorituskyky.
Postitusaika: 19.10.2022