⭐LFP no contiene níquel ni cobalto, los cuales tienen un suministro limitado y son caros. (por ternario)
⭐ La química LFP tiene un ciclo de vida más largo que otros métodos de iones de litio
Las baterías LiFePO4 tienen una tasa más lenta de pérdida de capacidad (también conocida como vida útil más larga) en comparación con las químicas de las baterías de iones de litio, como las baterías de polímero de iones de litio de cobalto (LiCoO) o espinela de manganeso (LiMn2O4) (baterías LiPo) o baterías de iones de litio. Después de un año, la densidad de energía de las células de LiCoO2 es generalmente la misma que la de aLiFePO.
⭐ En comparación con otras plantas químicas de iones de litio, una ventaja importante es la estabilidad térmica y la estabilidad química. El enlace P-O en el cristal de fosfato de hierro y litio es estable y difícil de descomponer, y no será como el ácido de cobalto incluso a alta temperatura o sobrecarga. La estructura similar al litio colapsa y genera calor o forma sustancias oxidantes fuertes. La temperatura de descomposición del fosfato de hierro y litio es de aproximadamente 600 ° C, por lo que tiene una buena seguridad.
Enfoque: Bajo costo, precio mínimo de batería de /kWh (.5Wh/$)
Desventajas: la duración de la batería ternaria es alta, la eficiencia de carga es alta, el rendimiento a baja temperatura es peor que el litio ternario
Investigación sobre la dirección de falla de la batería de fosfato de hierro y litio
1. Las impurezas en el material del electrodo activo provocan fallas en la batería.
Durante la síntesis de LiFePO4, aparecerá una pequeña cantidad de impurezas, como Fe2O3 y Fe. Estas impurezas se reducirán en la superficie del electrodo negativo y pueden penetrar en el separador y provocar un cortocircuito interno. Cuando LiFePO4 se expone al aire durante mucho tiempo, la humedad puede deteriorar la batería. Durante las primeras etapas de envejecimiento, se forma fosfato de hierro amorfo en la superficie del material. Su composición local y estructura son similares a las de LiFePO4(OH); con la inserción de OH, el LiFePO4 se consume continuamente, mostrando un aumento de volumen; más tarde, se recristaliza lentamente para formar LiFePO4(OH). La impureza Li3PO4 en LiFePO4 es electroquímicamente inerte. Cuanto mayor sea el contenido de impurezas del ánodo de grafito, mayor será la pérdida de capacidad irreversible.
2. La batería falla debido al método de formación.
La pérdida irreversible de iones de litio activos se refleja primero en los iones de litio consumidos durante la formación de la película interfacial de electrolito sólido. El estudio encontró que el aumento de la temperatura de formación resultó en una pérdida irreversible de iones de litio. Cuando la temperatura de formación aumenta, la proporción de componentes inorgánicos en la película SEI aumentará. El gas liberado durante la transición de la parte orgánica ROCO2Li al componente inorgánico Li2CO3 causará más defectos en la película SEI. Una gran cantidad de iones de litio disueltos por estos defectos se intercalarán en el electrodo de grafito negativo.
(1) Durante el proceso de formación, la composición y el grosor de la película SEI formada por carga de baja corriente son uniformes pero consumen mucho tiempo; la carga de alta corriente dará lugar a más reacciones secundarias, lo que dará como resultado una mayor pérdida irreversible de iones de litio y una impedancia de interfaz de electrodo negativa. , pero ahorra tiempo. Tiempo; ahora, el modo de formación de corriente constante de corriente pequeña - corriente constante de alta corriente y voltaje constante se usa con más frecuencia, por lo que se pueden considerar las ventajas de ambos.
Fallo de la batería debido a la humedad en el entorno de producción
En la producción práctica, las baterías inevitablemente entran en contacto con el aire, porque los materiales positivos y negativos son en su mayoría partículas de tamaño micro o nano, y las moléculas de solvente en el electrolito tienen grandes grupos carbonilo cargados negativamente y dobles enlaces carbono-carbono variables. Todos estos absorben fácilmente la humedad del aire.
(2) La molécula de agua reacciona con la sal de litio (especialmente LiPF6) en el electrolito, la sal de litio se descompone y consume el electrolito (se descompone para formar PF5) y produce la especie ácida HF. Tanto PF5 como HF destruirán la película SEI, y HF también promoverá la corrosión del material activo LiFePO4. Las moléculas de agua también exfolian el ánodo de grafito insertado en litio, formando hidróxido de litio en la parte inferior de la película SEI. Además, el O2 disuelto en el electrolito también acelera el envejecimiento de las baterías LiFePO4.
En el proceso de producción, además del proceso de producción que afecta el rendimiento de la batería, los principales factores que causan la falla de las baterías de energía LiFePO4 incluyen materias primas (incluida el agua) e impurezas en el proceso de formación, por lo que la pureza del material, ambiental control de humedad, método de formación, etc. Los factores son críticos.
