⭐LFP enthält weder Nickel noch Kobalt, die beide nur begrenzt verfügbar und teuer sind. (für ternär)
⭐ Die LFP-Chemie hat eine längere Lebensdauer als andere Li-Ionen-Methoden
LiFePO4-Batterien haben einen langsameren Kapazitätsverlust (auch bekannt als längere Kalenderlebensdauer) im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien wie Lithium-Ionen-Polymer-Batterien (LiPo-Batterien) mit Kobalt (LiCoO) oder Mangan-Spinell (LiMn2O4) oder Lithium-Ionen-Batterien. Die Energiedichte von LiCoO2-Zellen entspricht nach einem Jahr in der Regel etwa der von aLiFePO.
⭐ Im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Chemieanlagen ist ein wichtiger Vorteil die thermische Stabilität und die chemische Stabilität. Die P-O-Bindung im Lithium-Eisen-Phosphat-Kristall ist stabil und schwer zu zersetzen und wird selbst bei hoher Temperatur oder Überladung nicht wie Kobaltsäure sein. Eine lithiumähnliche Struktur kollabiert und erzeugt Wärme oder bildet stark oxidierende Substanzen. Die Zersetzungstemperatur von Lithiumeisenphosphat beträgt etwa 600 ° C, daher hat es eine gute Sicherheit.
Fokus: Niedrige Kosten, minimaler Batteriepreis von 80 $/kWh (12,5 Wh/$)
Nachteile: Die Lebensdauer der ternären Batterie ist hoch, die Ladeeffizienz ist hoch, die Leistung bei niedrigen Temperaturen ist schlechter als bei ternärem Lithium
Forschung zur Fehlerrichtung von Lithium-Eisenphosphat-Batterien
1. Verunreinigungen im aktiven Elektrodenmaterial führen zum Ausfall der Batterie.
Während der Synthese von LiFePO4 treten geringe Mengen an Verunreinigungen wie Fe2O3 und Fe auf. Diese Verunreinigungen werden auf der Oberfläche der negativen Elektrode reduziert und können in den Separator eindringen und einen internen Kurzschluss verursachen. Wenn LiFePO4 längere Zeit der Luft ausgesetzt ist, kann Feuchtigkeit die Batterie beschädigen. Während der frühen Alterungsstadien bildet sich amorphes Eisenphosphat an der Oberfläche des Materials. Seine lokale Zusammensetzung und Struktur ähneln denen von LiFePO4(OH); mit der Einfügung von OH wird LiFePO4 kontinuierlich verbraucht und zeigt eine Volumenzunahme; später kristallisiert es langsam zu LiFePO4(OH) um. Die Verunreinigung Li3PO4 in LiFePO4 ist elektrochemisch inert. Je höher der Verunreinigungsgehalt der Graphitanode ist, desto größer ist der irreversible Kapazitätsverlust.
2. Die Batterie fällt aufgrund des Formationsverfahrens aus
Der irreversible Verlust an aktiven Lithiumionen spiegelt sich zunächst in den während der Bildung des Festelektrolyt-Grenzflächenfilms verbrauchten Lithiumionen wider. Die Studie ergab, dass eine Erhöhung der Formationstemperatur zu einem irreversiblen Verlust von Lithiumionen führte. Wenn die Formationstemperatur ansteigt, steigt der Anteil an anorganischen Komponenten im SEI-Film. Das beim Übergang vom organischen Teil ROCO2Li zum anorganischen Teil Li2CO3 freigesetzte Gas verursacht mehr Defekte im SEI-Film. Eine große Menge an durch diese Defekte gelösten Lithiumionen interkaliert in die negative Graphitelektrode.
(1) Während des Bildungsprozesses sind die Zusammensetzung und Dicke des SEI-Films, der durch Laden mit niedrigem Strom gebildet wird, einheitlich, aber zeitaufwändig; Hochstromladen führt zu mehr Nebenreaktionen, was zu einem erhöhten irreversiblen Lithiumionenverlust und einer Impedanz der negativen Elektrodenschnittstelle führt. , aber spart zeit. Zeit; Jetzt wird der Formationsmodus von Konstantstrom mit kleinem Strom - Konstantstrom mit hohem Strom und Konstantspannung häufiger verwendet, sodass die Vorteile von beiden berücksichtigt werden können.
Batterieausfall durch Feuchtigkeit in der Produktionsumgebung
In der praktischen Produktion kommen Batterien zwangsläufig mit Luft in Kontakt, da die positiven und negativen Materialien meist Mikro- oder Nanopartikel sind und die Lösungsmittelmoleküle im Elektrolyten große negativ geladene Carbonylgruppen und variable Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen aufweisen. All dies nimmt leicht Feuchtigkeit aus der Luft auf.
(2) Das Wassermolekül reagiert mit dem Lithiumsalz (insbesondere LiPF6) im Elektrolyten, das Lithiumsalz zersetzt und verbraucht den Elektrolyten (zersetzt sich zu PF5) und erzeugt die saure Spezies HF. Sowohl PF5 als auch HF zerstören den SEI-Film, und HF fördert auch die Korrosion des LiFePO4-Aktivmaterials. Wassermoleküle lösen auch die Lithium-eingesetzte Graphitanode ab und bilden Lithiumhydroxid am Boden des SEI-Films. Außerdem beschleunigt das im Elektrolyten gelöste O2 auch die Alterung von LiFePO4-Batterien.
Im Produktionsprozess sind neben dem Produktionsprozess, der die Batterieleistung beeinflusst, die Hauptfaktoren, die den Ausfall von LiFePO4-Power-Batterien verursachen, Rohstoffe (einschließlich Wasser) und Verunreinigungen im Bildungsprozess, also die Reinheit des Materials, Umwelt Feuchtigkeitskontrolle, Formationsverfahren usw. Faktoren sind entscheidend.
