Lityum temir fosfat batareyasi haqida qisqacha ma'lumot

1. ta'rifilityum temir fosfat batareyasi

Lityum temir fosfat batareyasi ijobiy elektrod materiali sifatida lityum temir fosfatidan foydalangan holda lityum ion batareyasiga ishora qiladi.

Lityum-ionli batareyalar uchun ko'p turdagi katod materiallari mavjud, asosan lityum kobaltat, lityum marganat, lityum nikelat, uchlamchi materiallar, lityum temir fosfat va boshqalar. Ularning orasida lityum kobalt oksidi hozirgi paytda ko'pchilik uchun katod materiali sifatida ishlatiladi. lityum-ionli batareyalar, boshqa katod materiallari hozirda bozorda turli sabablarga ko'ra ommaviy ishlab chiqarilmaydi. Lityum temir fosfati, shuningdek, lityum-ion batareyalaridan biridir. Materiallar printsipidan kelib chiqadigan bo'lsak, lityum temir fosfati ham interkalatsiya / deinterkalatsiya jarayonidir. Ushbu tamoyil lityum kobalt oksidi va lityum marganat bilan bir xil.

Lityum temir fosfati xavfsizlik, tsiklning hayotiyligi va moddiy xarajatlarning afzalliklari tufayli lityum ionli quvvat batareyalari bozoriga asta-sekin kirib bormoqda.

2. Lityum temir fosfat katodli material

1997 yilda AKPadhi birinchi marotaba lityum temir fosfati (LiFePO4) litriyni zararsizlantirish funktsiyasiga ega ekanligi haqida xabar berdi. Ushbu material olivin tipidagi fosfat asosidagi lityum interkalasyon materialiga ega, LiMPO4 (M: Mn, Fe, Co, Ni) va litiy ion batareyalari uchun juda istiqbolli katod materialiga aylandi. Lityum ion batareyalari uchun ijobiy elektrod moddasi sifatida lityum temir fosfati yaxshi elektrokimyoviy ko'rsatkichlarga ega, zaryadlash va tushirish platformasi juda barqaror va zaryadlash va tushirish jarayonida struktura barqaror. Shu bilan birga, material toksik emas, ifloslantirmaydi, yaxshi xavfsizlik ko'rsatkichlariga ega, yuqori haroratli muhitda ishlatilishi mumkin va turli xil xom ashyo manbalariga ega. Hozirgi vaqtda u rivojlanish va tadqiqotlar uchun akkumulyator sanoatidagi eng issiq nuqta.

Ushbu material kristalli tuzilishga ega, yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan.

Ishlaydigan kuchlanish diapazoni: 2.5 ~ 3.6V, platforma 3.3V atrofida, bu 3.7V lityum kobalt oksidi batareyasidan ancha past.

Elektronning elektr o'tkazuvchanligini yaxshilash uchun Supero'tkazuvchilar uglerod moddasi yoki Supero'tkazuvchilar metall zarralarini lityum temir fosfat zarralariga tushirish yoki lityum temir fosfat zarralari yuzasini Supero'tkazuvchilar uglerod moddasi bilan qoplash kerak. material; yoki o'tkazuvchanlikni yaxshilash uchun metall ionlari bilan doping qilish. Materialning zichligi past va batareyaning hajmining solishtirma sig'imi past, atigi 180W / soat (litiy kobalt oksidi 400Wh / l dan ortiq bo'lishi mumkin). Kichik batareyalar sohasida bir xil o'lchamdagi batareya mavjud batareya quvvatining yarmidan kamini tashkil qiladi.

3. Lityum temir fosfat batareyasi va uning afzalliklari va kamchiliklari

Lityum temir fosfatining afzalliklari:

1. Xavfsizlik. Lityum temir fosfatning xavfsiz ishlash ko'rsatkichlari hozirgi vaqtda barcha materiallar orasida eng yaxshisidir. Albatta, u boshqa fosfatlar bilan bir xil xavfsizlik ko'rsatkichlariga ega. Agar batareya sifatida lityum temir fosfatidan foydalansangiz, siz hech qachon portlash muammosi haqida qayg'urmasligingiz kerak.

2. Yuqori barqarorlik. Shu jumladan yuqori haroratli zaryadlash, yaxshi sig'im barqarorligi, saqlashning yaxshi ishlashi va boshqalar. Bu eng katta afzallik va barcha ma'lum materiallar orasida eng yaxshisidir.

3. Atrof-muhitni muhofaza qilish. Butun ishlab chiqarish jarayoni toza va zaharli emas. Barcha xom ashyolar toksik emas. Kobaltdan farqli o'laroq u zaharli moddadir.

4. Narx arzon. Fosfat material sifatida fosfor kislotasi manbai, lityum manbai va temir manbasini ishlatadi, bu materiallar juda arzon, strategik va noyob resurslar yo'q.

Lityum temir fosfatining kamchiliklari:

1. Yomon o'tkazuvchanlik. Bu masala uning eng muhim masalasidir. Lityum temir fosfatining shu qadar kech ishlatilmagani sababi katta muammodir. Ammo, endi bu muammoni mukammal hal qilish mumkin: bu C yoki boshqa Supero'tkazuvchilar moddalarni qo'shishdir. Laboratoriya hisobotlari ma'lum bir quvvatni 160mAh / g yoki undan ko'proqqa etkazishi mumkin. Bizning kompaniyamiz tomonidan ishlab chiqarilgan lityum temir fosfat moddasi ishlab chiqarish jarayonida Supero'tkazuvchilar vosita bilan qo'shilgan va batareyani ishlab chiqarishda qo'shilishi shart emas. Aslida, material quyidagilardan iborat bo'lishi kerak: LiFePO4 / C, bunday kompozitsion material.

2. Musluk zichligi past. Umuman olganda, u faqat 1,3-1,5 ga yetishi mumkin va past musluk zichligi lityum temir fosfatining eng katta kamchiliklari deb aytish mumkin. Ushbu kamchilik uyali telefon batareyalari kabi kichik batareyalarda afzalliklarga ega emasligini aniqlaydi. Kam xarajatli, yaxshi xavfsizlik ko'rsatkichlari, yaxshi barqarorlik va yuqori tsikl vaqtlariga ega bo'lsa ham, agar hajm juda katta bo'lsa, u faqat lityum kobalt oksidini oz miqdorda almashtirishi mumkin. Ushbu kamchilik elektr batareyalarida sezilarli bo'lmaydi. Shuning uchun lityum temir fosfat asosan quvvat batareyalarini tayyorlash uchun ishlatiladi.

3. Hozirgi vaqtda tadqiqot va ishlanmalar chuqur emas. Litiy temir fosfatining katod materiali sifatida hozirgi industriyasi optimistik emas. So'nggi ikki yil ichida ishlab chiqilganligi sababli, turli sohalardagi tadqiqotlarni davom ettirish kerak.

4. Boshqalar

Quvvat batareyalari sohasida, xavfsizlik muammolari va lityum kobalt oksidi yuqori narxlari tufayli, u elektr batareyalari eshigi tashqarisida aylanib yurgan va hech qachon batareyalar sohasiga kirmagan. Hozirgi holat shundaki, lityum kobaltat va lityum marganat kichik partiyalarda qo'llaniladi. Biroq, ularning tug'ma nuqsonlari tufayli ular katta miqdorda tijoratlashtirilmagan. Mahsulotlar faqat kichik partiyalarni sinovdan o'tkazish bosqichida. Hozirgi vaqtda keng miqyosdagi tijoratlashtirish Hali ham ishlashda hal qilib bo'lmaydigan qiyinchiliklar mavjud. Quvvat batareyalari sohasida fosfor kislotasiga asoslangan ijobiy elektrod materiallari uzoq davrga ega, mukammal xavfsizlik ko'rsatkichlari, yaxshi yuqori harorat ishlashi, juda past narx va past harorat ko'rsatkichlari va stavkaning tushishi allaqachon lityum kobalt oksidi darajasiga yetishi mumkin. Bu batareyaning eng istiqbolli materialiga aylanadi, kelgusi 5 yil ichida u nikel-kadmiy batareyalarining asosiy o'rnini bosishi mumkin, kelgusi 10 yil ichida qo'rg'oshin-kislotali batareyalarning kuchli raqobatchisiga aylanadi va u o'rnida bo'lishi mumkin. kelgusi 20 yil ichida qo'rg'oshin-kislotali batareyalar asosiy quvvat manbai, UPS quvvat manbai va zaxira quvvat manbai bo'lib, ikkilamchi batareyalar etakchisiga aylandi.

Lityum temir fosfatining asosiy muammolari past quvvat, yuqori ishlab chiqarish narxi va batareyalarni ishlab chiqarishda qiyin ishlov berish (pulpa, chizish, prokat va boshqa jarayonlar maxsus ishlov berishni talab qiladi, ko'plab kompaniyalar buni yaxshi bajara olmaydi) tezlikni pasayishi muvofiqlashtirish, bu jarayonga katta ta'sir ko'rsatmoqda) va elektr jihozlaridan foydalanishning hozirgi tendentsiyasi ixcham rivojlanishdir, shuning uchun batareya yuqori hajmli energiya zichligi uchun bir xil talablarga ega. Imkoniyat nuqtai nazaridan, lityum temir fosfatining kelajagi yo'q. Batareyaning ba'zi sohalarida quvvat batareyalari kabi afzalliklar mavjud.

Lityum temir fosfati past musluk zichligiga va katta o'ziga xos sirt maydoniga ega. Batareyaning ilg'or texnologiyasini o'zgartirish kerak va batareya qutbining sirt zichligi past bo'ladi, shuning uchun bir xil turdagi batareyaning sig'imi past bo'ladi.

Elektrolitlar mos elektrolitlar tizimini qayta ishlab chiqishi kerak va mavjud bo'lgan etuk elektrolitlar bilan ishlashni qiyinlashtiradi.

Bunga qo'shimcha ravishda, lityum temir fosfat batareyalarining ish kuchlanish diapazoni 2,5 dan 3,6V gacha va platforma 3,3V atrofida bo'lganligi sababli, ommaviy himoya pallasi va zaryadlovchi mavjud emas, mavjud xususiyatlarni mavjud elektron jihozlarga kiritish qiyin.va sanoatning integratsiyasi zarur.