Μειονεκτήματα της μπαταρίας φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου

Εάν ένα υλικό έχει τη δυνατότητα για τη ανάπτυξη εφαρμογών, εκτός από την εστίαση στα πλεονεκτήματά του, είναι κρισιμότερος εάν το υλικό έχει τις θεμελιώδεις ατέλειες.

Το φωσφορικό άλας σιδήρου λίθιου χρησιμοποιείται ευρέως ως θετικό υλικό ηλεκτροδίων για τις λίθιο-ιονικές μπαταρίες δύναμης στην Κίνα. Οι αναλυτές αγοράς όπως η κυβέρνηση, τα όργανα επιστημονικής έρευνας, οι επιχειρήσεις και ακόμη και οι επιχειρήσεις τίτλων είναι αισιόδοξοι για αυτό το υλικό ως κατεύθυνση ανάπτυξης των μπαταριών λίθιο-ιόντων δύναμης. Η ανάλυση των λόγων, έχει κυρίως τα ακόλουθα δύο σημεία: Κατ' αρχάς, ο αντίκτυπος κατεύθυνση αμερικανικών έρευνας και ανάπτυξης, το Ηνωμένο σθένος και η επιχείρηση A123 χρησιμοποίησαν αρχικά το φωσφορικό άλας σιδήρου λίθιου ως υλικό καθόδων για τις λίθιο-ιονικές μπαταρίες. Αφετέρου, δεν έχει υπάρξει καμία προετοιμασία manganate λίθιου των υλικών με τις καλές υψηλής θερμοκρασίας ιδιότητες κύκλων και αποθήκευσης για τη χρήση στις μπαταρίες λίθιο-ιόντων δύναμη-τύπων. Εντούτοις, το φωσφορικό άλας σιδήρου λίθιου έχει επίσης τις θεμελιώδεις ατέλειες που δεν μπορούν να αγνοηθούν. Έρχεται κάτω στα ακόλουθα σημεία:

1. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συμπύκνωσης κατά την προετοιμασία του φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου, το οξείδιο σιδήρου είναι πιθανό να μειωθεί στο στοιχειώδη σίδηρο κάτω από μια υψηλής θερμοκρασίας μειώνοντας ατμόσφαιρα. Ο στοιχειώδης σίδηρος μπορεί να προκαλέσει το μικροϋπολογιστής-κοντό κύκλωμα της μπαταρίας, η οποία είναι η περισσότερη ουσία ταμπού στην μπαταρία. Αυτό είναι επίσης ο κύριος λόγος γιατί η Ιαπωνία δεν έχει χρησιμοποιήσει αυτό το υλικό ως θετικό υλικό ηλεκτροδίων για μια λίθιο-ιονική μπαταρία.

2. Υπάρχουν μερικές ατέλειες απόδοσης στο φωσφορικό άλας σιδήρου λίθιου, όπως η χαμηλή πυκνότητα βρυσών και η πυκνότητα συμπίεσης, με συνέπεια τη χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα των ιονικών μπαταριών λίθιου. Η απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας είναι κακή, ακόμα κι αν νανο-ταξινομείται και ο άνθρακας ντυμένος, αυτό δεν λύνει αυτό το πρόβλημα. Ο Δρ Don Hillebrand, διευθυντής του κέντρου για τα συστήματα ενεργειακής αποθήκευσης στο εθνικό εργαστήριο Argonne, μίλησε για τη χαμηλής θερμοκρασίας απόδοση των μπαταριών φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου. Χρησιμοποίησε φοβερό να περιγράψει τα αποτελέσματα της δοκιμής μπαταριών φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιού τους που δείχνουν ότι η μπαταρία φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου είναι στη χαμηλή θερμοκρασία. (Κάτω από 0 °C) δεν είναι δυνατό να οδηγηθεί ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Αν και μερικοί κατασκευαστές υποστηρίζουν ότι η μπαταρία φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου έχει ένα καλό ποσοστό διατήρησης ικανότητας στις χαμηλές θερμοκρασίες, είναι στην περίπτωση ενός μικρού ρεύματος απαλλαγής και μιας χαμηλής κομμένης απαλλαγή τάσης. Σε αυτήν την κατάσταση, η συσκευή δεν μπορεί απλά να αρχίσει.

3. Το κόστος προετοιμασιών του υλικού και το κόστος παραγωγής της μπαταρίας είναι υψηλά, η παραγωγή μπαταριών είναι χαμηλή, και η συνέπεια είναι φτωχή. Το nanocrystallization και το επίστρωμα άνθρακα του σιδήρου λίθιου φωσφοριούν, βελτιώνοντας την ηλεκτροχημική απόδοση του υλικού, φέρνει επίσης άλλα προβλήματα όπως μια μείωση στην ενεργειακή πυκνότητα, μια αύξηση στο κόστος σύνθεσης, η κακή απόδοση επεξεργασίας ηλεκτροδίων, και τα περιβαλλοντικά απαιτητικά προβλήματα. Αν και το χημικά λι, το Φε και το Π στοιχείων στο σίδηρο λίθιου το φωσφορικό άλας είναι άφθονο και το κόστος είναι χαμηλό, το κόστος του έτοιμου προϊόντος φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου δεν είναι χαμηλό, ακόμα κι αν το προηγούμενο ερευνητικό και ανάπτυξης κόστος αφαιρείται, το κόστος διαδικασίας του υλικού είναι υψηλότερο. Το κόστος την μπαταρία θα καταστήσει το κόστος της τελικής μονάδας της αποθηκευμένης ενέργειας υψηλότερο.

4. Φτωχή συνέπεια προϊόντων. Αυτή τη στιγμή, δεν υπάρχει κανένα εσωτερικό υλικό εργοστάσιο φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου που μπορεί να λύσει αυτό το πρόβλημα. Από την άποψη της υλικής προετοιμασίας, η αντίδραση σύνθεσης του φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου είναι μια σύνθετη ετερογενής αντίδραση, η οποία έχει το φωσφορικό άλας στερεάς φάσης, το οξείδιο σιδήρου και το άλας λίθιου, έναν πρόδρομο άνθρακα και μια μειώνοντας φάση αερίου. Σε αυτήν την σύνθετη διαδικασία αντίδρασης, είναι δύσκολο να εξασφαλιστεί η συνέπεια της αντίδρασης.

5. Ζητήματα πνευματικής ιδιοκτησίας. Αυτή τη στιγμή, το βασικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για το φωσφορικό άλας σιδήρου λίθιου είναι κύριο από το Πανεπιστήμιο του Τέξας, και το ντυμένο άνθρακας δίπλωμα ευρεσιτεχνίας εφαρμόζεται από Καναδούς. Αυτά τα δύο βασικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας δεν μπορούν να παρακαμφθούν. Εάν το κόστος του διπλώματος ευρεσιτεχνίας υπολογίζεται, το κόστος του προϊόντος θα αυξηθεί περαιτέρω.

Επιπλέον, από την εμπειρία της έρευνας και της ανάπτυξης και της παραγωγής των λίθιο-ιονικών μπαταριών, η Ιαπωνία είναι η πρώτη εμπορευματοποιημένη χώρα των λίθιο-ιονικών μπαταριών, και έχει καταλάβει πάντα τη λίθιο-ιονική αγορά μπαταριών υψηλών σημείων. Αν και οι Ηνωμένες Πολιτείες οδηγώ σε κάποια βασική έρευνα, δεν υπάρχει ακόμα κανένας μεγάλης κλίμακας λίθιο-ιονικός κατασκευαστής μπαταριών. Επομένως, η Ιαπωνία έχει επιλέξει τροποποιημένο manganate λίθιου ως θετικό υλικό ηλεκτροδίων για τις μπαταρίες λίθιο-ιόντων δύναμης. Ακόμη και στις Ηνωμένες Πολιτείες, το φωσφορικό άλας σιδήρου λίθιου και manganate λίθιου χρησιμοποιούνται ως υλικά καθόδων για τις δύναμη-βασισμένες στην λίθιο-ιονικές μπαταρίες, και η ομοσπονδιακή κυβέρνηση υποστηρίζει επίσης ανάπτυξη αυτών των δύο συστημάτων. Λαμβάνοντας υπόψη τα ανωτέρω προβλήματα του φωσφορικού άλατος σιδήρου λίθιου, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί ευρέως ως θετικό υλικό ηλεκτροδίων για μια ιονική μπαταρία λίθιου δύναμης στους τομείς όπως τα νέα ενεργειακά οχήματα. Εάν μπορεί να λύσει το πρόβλημα του υψηλής θερμοκρασίας κύκλου και την κακή απόδοση αποθήκευσης manganate λίθιου, με τα πλεονεκτήματά του απόδοσης χαμηλότερου κόστους και υψηλού ποσοστού, θα έχει τη μεγάλη δυνατότητα στην εφαρμογή των μπαταριών λίθιο-ιόντων δύναμης.