⭐LFP non contiene né nichel né cobalto, entrambi in quantità limitate e costosi. (per ternario)
⭐ La chimica LFP ha una durata del ciclo più lunga rispetto ad altri metodi agli ioni di litio
Le batterie LiFePO4 hanno un tasso di perdita di capacità più lento (noto anche come maggiore durata del calendario) rispetto ai prodotti chimici delle batterie agli ioni di litio come le batterie ai polimeri di ioni di litio al cobalto (LiCoO) o allo spinello di manganese (LiMn2O4) (batterie LiPo) o agli ioni di litio. Dopo un anno, la densità di energia delle celle LiCoO2 è generalmente più o meno la stessa di quella di aLiFePO.
⭐ Rispetto ad altri impianti chimici agli ioni di litio, un importante vantaggio è la stabilità termica e la stabilità chimica. Il legame PO nel cristallo di fosfato di ferro di litio è stabile e difficile da decomporre e non sarà come l'acido di cobalto anche ad alta temperatura o sovraccarico. La struttura simile al litio collassa e genera calore o forma forti sostanze ossidanti. La temperatura di decomposizione del litio ferro fosfato è di circa 600 ° C, quindi ha una buona sicurezza.
Focus: basso costo, prezzo minimo della batteria di $ 80/kWh ($ 12,5 Wh/$)
Svantaggi: la durata della batteria ternaria è elevata, l'efficienza di carica è elevata, le prestazioni a bassa temperatura sono peggiori del litio ternario
Ricerca sulla direzione di guasto della batteria al litio ferro fosfato
1. Le impurità nel materiale dell'elettrodo attivo portano al guasto della batteria.
Durante la sintesi di LiFePO4 apparirà una piccola quantità di impurità, come Fe2O3 e Fe. Queste impurità verranno ridotte sulla superficie dell'elettrodo negativo e potrebbero penetrare nel separatore e causare un cortocircuito interno. Quando LiFePO4 viene esposto all'aria per lungo tempo, l'umidità può deteriorare la batteria. Durante le prime fasi di invecchiamento, sulla superficie del materiale si forma fosfato di ferro amorfo. La sua composizione e struttura locale sono simili a quelle di LiFePO4(OH); con l'inserimento di OH, LiFePO4 viene consumato continuamente, mostrando un aumento di volume; successivamente, si ricristallizza lentamente per formare LiFePO4(OH). L'impurità Li3PO4 in LiFePO4 è elettrochimicamente inerte. Maggiore è il contenuto di impurità dell'anodo di grafite, maggiore è la perdita di capacità irreversibile.
2. La batteria si guasta a causa del metodo di formazione
La perdita irreversibile di ioni di litio attivi si riflette per la prima volta negli ioni di litio consumati durante la formazione del film interfacciale di elettrolita solido. Lo studio ha scoperto che l'aumento della temperatura di formazione ha comportato la perdita irreversibile di ioni di litio. Quando la temperatura di formazione aumenta, la proporzione di componenti inorganici nel film SEI aumenterà. Il gas rilasciato durante il passaggio dalla parte organica ROCO2Li alla componente inorganica Li2CO3 causerà più difetti nel film SEI. Una grande quantità di ioni di litio disciolti da questi difetti si intercaleranno nell'elettrodo di grafite negativo.
(1) Durante il processo di formazione, la composizione e lo spessore del film SEI formato dalla carica a bassa corrente sono uniformi ma richiedono molto tempo; la carica ad alta corrente porterà a più reazioni collaterali, con conseguente aumento della perdita irreversibile di ioni di litio e impedenza negativa dell'interfaccia dell'elettrodo. , ma fa risparmiare tempo. Volta; ora, la modalità di formazione della corrente costante di piccola corrente - corrente costante ad alta corrente e tensione costante viene utilizzata più frequentemente, quindi è possibile considerare i vantaggi di entrambi.
Guasto della batteria a causa dell'umidità nell'ambiente di produzione
Nella produzione pratica, le batterie entrano inevitabilmente in contatto con l'aria, perché i materiali positivi e negativi sono per lo più particelle di dimensioni micro o nanometriche e le molecole di solvente nell'elettrolita hanno grandi gruppi carbonilici caricati negativamente e doppi legami carbonio-carbonio variabili. Tutti questi assorbono facilmente l'umidità dall'aria.
(2) La molecola d'acqua reagisce con il sale di litio (soprattutto LiPF6) nell'elettrolita, il sale di litio si decompone e consuma l'elettrolita (si decompone per formare PF5) e produce la specie acida HF. Sia PF5 che HF distruggeranno il film SEI e l'HF promuoverà anche la corrosione del materiale attivo LiFePO4. Le molecole d'acqua esfoliano anche l'anodo di grafite inserito nel litio, formando idrossido di litio nella parte inferiore del film SEI. Inoltre, l'O2 disciolto nell'elettrolita accelera anche l'invecchiamento delle batterie LiFePO4.
Nel processo produttivo, oltre al processo produttivo che influisce sulle prestazioni della batteria, i principali fattori che causano il guasto delle batterie di alimentazione LiFePO4 includono le materie prime (compresa l'acqua) e le impurità nel processo di formazione, quindi la purezza del materiale, l'ambiente controllo dell'umidità, metodo di formazione, ecc. i fattori sono critici.
