Inconvénients de batterie de phosphate de fer de lithium

Si un matériel a le potentiel pour le développement d'applications, en plus de se concentrer sur ses avantages, est plus critique si le matériel ait des défauts fondamentaux.

Le phosphate de fer de lithium est très utilisé comme matériel positif d'électrode pour des batteries lithium-ion de puissance en Chine. Les analystes de marché tels que le gouvernement, les instituts de recherche scientifique, les entreprises et même les sociétés de valeurs mobilières sont optimistes au sujet de ce matériel comme direction de développement des batteries lithium-ion de puissance. L'analyse des raisons, ont principalement les deux points suivants : D'abord, l'impact de la direction de recherche et développement des USA, la valence des Etats-Unis et la société A123 ont employé la première fois le phosphate de fer de lithium comme matériel de cathode pour des batteries lithium-ion. Deuxièmement, il n'y a eu aucune préparation des matériaux de manganate de lithium avec de bonnes propriétés à hautes températures de cycle et de stockage pour l'usage dans des batteries lithium-ion de type puissance. Cependant, le phosphate de fer de lithium a également les défauts fondamentaux qui ne peuvent pas être ignorés. Il descend aux points suivants :

1. Pendant le processus d'agglomération dans la préparation du phosphate de fer de lithium, l'oxyde de fer est susceptible d'être réduit au fer élémentaire sous une atmosphère de réduction à hautes températures. Le fer élémentaire peut causer le circuit micro-court de la batterie, qui est la plupart de substance de tabou dans la batterie. C'est également la raison principale pourquoi le Japon n'a pas employé ce matériel comme matériel positif d'électrode pour une batterie lithium-ion.

2. Il y a quelques défauts de performances en phosphate de fer de lithium, tel que la basse densité de robinet et la densité de tassement, ayant pour résultat la densité de basse énergie des batteries d'ion de lithium. Les performances de basse température sont pauvres, même si c'est de taille d'une nano et carbone enduit, il ne résolvent pas ce problème. Dr. Don Hillebrand, directeur du centre pour des systèmes de stockage de l'énergie au laboratoire national d'Argonne, a parlé au sujet des performances à basse température des batteries de phosphate de fer de lithium. Il avait l'habitude terrible de décrire leurs résultats d'essai de batterie de phosphate de fer de lithium indiquant que la batterie de phosphate de fer de lithium est à la basse température. (En-dessous de 0 °C) il n'est pas possible de conduire une voiture électrique. Bien que quelques fabricants réclament que la batterie de phosphate de fer de lithium a un bon taux de rétention de capacité à de basses températures, elle est dans le cas d'un petit courant dérivé et d'une basse tension de coupure de décharge. Dans cette situation, le dispositif simplement ne peut pas démarrer fonctionner.

3. Le coût de préparation du matériel et le coût de fabrication de la batterie sont hauts, le rendement de batterie est bas, et la cohérence est pauvre. Le revêtement de nanocrystallization et de carbone du lithium repassent le phosphate, tout en améliorant les performances électrochimiques du matériel, apporte également d'autres problèmes tels qu'une diminution de densité d'énergie, une augmentation de coût de synthèse, électrode pauvre traitant des performances, et exigeant ambiant des problèmes. Bien que les éléments chimiques Li, Fe et P en phosphate de fer de lithium soient abondants et le coût est bas, le coût du produit préparé de phosphate de fer de lithium n'est pas bas, même si le coût précédent de recherche et développement est enlevé, le coût de processus du matériel est plus haut. Le coût de préparer la batterie rendra le coût de la dernière unité de l'énergie stockée plus haut.

4. Cohérence de produit pauvre. Actuellement, il n'y a aucune usine matérielle de lithium de phosphate domestique de fer qui peut résoudre ce problème. Du point de vue de la préparation matérielle, la réaction de synthèse du phosphate de fer de lithium est une réaction hétérogène complexe, qui a le phosphate de phase solide, l'oxyde de fer et le sel de lithium, un précurseur de carbone et une phase gaseuse réductrice. Dans ce processus complexe de réaction, il est difficile d'assurer la cohérence de la réaction.

5. Questions de propriété intellectuelle. Actuellement, le brevet d'origine pour le phosphate de fer de lithium est possédé par l'Université du Texas, et le brevet enduit par carbone est appliqué par des Canadiens. Ces deux brevets d'origine ne peuvent pas être évités. Si le coût du brevet est calculé, le coût du produit sera encore augmenté.

En outre, de l'expérience de la recherche et développement et de la production des batteries lithium-ion, le Japon est le premier pays commercialisé des batteries lithium-ion, et a toujours occupé le marché à extrémité élevé de batterie lithium-ion. Bien que les Etats-Unis soient principaux dans de la recherche fondamentale, il ne reste aucun fabricant à grande échelle de batterie lithium-ion. Par conséquent, le Japon a choisi le manganate modifié de lithium comme matériel positif d'électrode pour des batteries lithium-ion de puissance. Même aux Etats-Unis, le phosphate de fer de lithium et le manganate de lithium sont employés comme matériaux de cathode pour les batteries lithium-ion basées sur puissance, et le gouvernement fédéral soutient également le développement de ces deux systèmes. En raison des problèmes ci-dessus du phosphate de fer de lithium, il est difficile d'être très utilisé comme matériel positif d'électrode pour une batterie d'ion de lithium de puissance dans les domaines tels que de nouveaux véhicules d'énergie. S'il peut résoudre le problème du cycle à hautes températures et l'interprétation pauvre de stockage du manganate de lithium, avec ses avantages d'interprétation de coût bas et de haut débit, il aura le grand potentiel dans la mise sous tension des batteries lithium-ion.