Литий темір фосфатты аккумулятордың кемшіліктері
Материалдың қолдану және дамыту әлеуеті бар ма, оның артықшылықтарынан басқа, негізгі мәселе материалдың негізгі ақаулары бар ма.
Қазіргі уақытта литий темір фосфаты Қытайда қуатты литий-ионды батареялардың катодтық материалы ретінде кеңінен таңдалады.Үкіметтердің, ғылыми-зерттеу институттарының, кәсіпорындардың және тіпті бағалы қағаздар компанияларының нарық сарапшылары бұл материалға оптимистік көзқараспен қарайды және оны қуатты литий-иондық батареяларды дамыту бағыты ретінде қарастырады.Себептерді талдауға сәйкес, негізінен келесі екі тармақ бар: Біріншіден, Америка Құрама Штаттарындағы ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық бағыттардың әсерінен Америка Құрама Штаттарындағы Valence және A123 компаниялары алғаш рет катодтық материал ретінде литий темір фосфатын пайдаланды. литий-иондық батареялар.Екіншіден, литий-ионды аккумуляторларды қуаттандыру үшін пайдалануға болатын жоғары температура циклі және сақтау өнімділігі жақсы литий манганат материалдары Қытайда дайындалмаған.Дегенмен, литий темір фосфатының елемеуге болмайтын негізгі кемшіліктері бар, оларды төмендегідей қорытындылауға болады:
1. Литий темір фосфатын дайындаудың агломерациялық процесінде жоғары температураны төмендететін атмосферада темір оксидін қарапайым темірге дейін азайтуға болады.Батареялардағы ең тыйым салынған зат темір батареялардың микро қысқа тұйықталуын тудыруы мүмкін.Бұл Жапонияның бұл материалды қуат түріндегі литий-иондық батареялардың катодтық материалы ретінде пайдаланбауының басты себебі.
2. Литий темір фосфатында литий-ионды аккумулятордың энергия тығыздығы төмен болатын төмен тығыздау тығыздығы және тығыздау тығыздығы сияқты кейбір өнімділік ақаулары бар.Төмен температура өнімділігі нашар, тіпті оның нано – және көміртекті жабыны бұл мәселені шешпесе де.Аргонна ұлттық зертханасының энергия сақтау жүйесі орталығының директоры, доктор Дон Хиллебранд литий темір фосфат батареясының төмен температуралық өнімділігі туралы айтқанда, ол оны қорқынышты деп сипаттады.Олардың литий темір фосфатты аккумулятордағы сынақ нәтижелері литий темір фосфатты аккумулятордың электр көліктерін төмен температурада (0 ℃ төмен) жүргізе алмайтынын көрсетті.Кейбір өндірушілер литий-темір фосфатты аккумулятордың сыйымдылығын сақтау жылдамдығы төмен температурада жақсы деп мәлімдегенімен, ол төмен разрядтық ток және төмен разрядты кесу кернеуі жағдайында.Бұл жағдайда жабдықты мүлде іске қосу мүмкін емес.
3. Материалдарды дайындау және аккумуляторларды өндіру құны жоғары, батареялардың өнімділігі төмен, консистенциясы нашар.Материалдардың электрохимиялық қасиеттері литий темір фосфатының нанокристалдануы және көміртекті жабыны арқылы жақсартылғанымен, энергия тығыздығының төмендеуі, синтез құнының жақсаруы, электродтарды өңдеудің нашар өнімділігі және қатал қоршаған орта сияқты басқа мәселелер де туындады. талаптар.Литий темір фосфатының құрамындағы Li, Fe және P химиялық элементтері өте бай және өзіндік құны төмен болғанымен, дайындалған литий темір фосфат өнімінің өзіндік құны төмен емес.Тіпті ерте зерттеу және әзірлеу шығындарын алып тастағаннан кейін де, бұл материалдың технологиялық құны және батареяларды дайындаудың жоғары құны бірлік энергияны сақтаудың соңғы құнын жоғарылатады.
4. Өнімнің консистенциясы нашар.Қазіргі уақытта Қытайдағы литий-темір фосфат материалдарын шығаратын бірде-бір зауыт бұл мәселені шеше алмайды.Материалды дайындау тұрғысынан литий темір фосфатының синтез реакциясы күрделі гетерогенді реакция болып табылады, оның ішінде қатты фосфат, темір оксиді және литий тұзы, көміртегі қосылған прекурсор және тотықсыздандырғыш газ фазасы.Бұл күрделі реакция процесінде реакцияның консистенциясын қамтамасыз ету қиын.
5. Зияткерлік меншік мәселелері.Қазіргі уақытта литий темір фосфатының негізгі патенті Америка Құрама Штаттарындағы Техас университетіне тиесілі, ал көміртегімен қапталған патентке канадалықтар өтініш берген.Бұл екі негізгі патентті айналып өтуге болмайды.Құнға патенттік роялти қосылса, өнімнің өзіндік құны одан әрі өседі.
Сонымен қатар, ғылыми-зерттеу және литий-иондық аккумуляторларды өндіру тәжірибесінен Жапония литий-ионды аккумуляторларды коммерцияландыруды жүзеге асыратын бірінші ел болып табылады және әрқашан жоғары деңгейлі литий-ионды аккумуляторлар нарығын иеленді.Америка Құрама Штаттары кейбір іргелі зерттеулерде көшбасшы болғанымен, әзірге литий-ионды аккумулятордың үлкен өндірушісі жоқ.Сондықтан Жапония үшін қуат түріндегі литий-иондық аккумулятордың катодты материалы ретінде модификацияланған литий манганатын таңдау орынды.Тіпті Америка Құрама Штаттарында өндірушілердің жартысы литий-ионды батареялардың катодтық материалдары ретінде литий темір фосфаты мен литий манганатын пайдаланады, ал федералды үкімет осы екі жүйені зерттеу мен дамытуды қолдайды.Жоғарыда аталған проблемаларды ескере отырып, литий темір фосфатын жаңа энергетикалық көліктерде және басқа салаларда қуатты литий-иондық батареялардың катодты материалы ретінде кеңінен пайдалану қиын.Егер біз литий манганатының төмен температуралық циклі және сақтау өнімділігі мәселесін шеше алатын болсақ, ол төмен құны мен жоғары жылдамдықты өнімділігінің артықшылықтарымен қуатты литий-ионды батареяларды қолдануда үлкен әлеуетке ие болады.
Хабарлама уақыты: 19 қазан 2022 ж