⭐LFP bevat noch nikkel noch kobalt, die beide beperkt beschikbaar en duur zijn. (voor ternair)
⭐ LFP-chemie heeft een langere levensduur dan andere Li-ion-methoden
LiFePO4-batterijen hebben een langzamer capaciteitsverlies (ook bekend als een langere levensduur van de kalender) in vergelijking met lithium-ionbatterijen zoals kobalt (LiCoO) of mangaan-spinel (LiMn2O4) lithium-ion-polymeerbatterijen (LiPo-batterijen) of lithium-ionbatterijen. Na een jaar is de energiedichtheid van LiCoO2-cellen over het algemeen ongeveer gelijk aan die van aLiFePO.
⭐ Vergeleken met andere lithium-ion chemische fabrieken is een belangrijk voordeel thermische stabiliteit en chemische stabiliteit. De P-O-binding in het lithiumijzerfosfaatkristal is stabiel en moeilijk te ontleden, en het zal zelfs bij hoge temperatuur of overbelasting niet zijn zoals kobaltzuur. Lithiumachtige structuur stort in en genereert warmte of vormt sterk oxiderende stoffen. De ontledingstemperatuur van lithiumijzerfosfaat is ongeveer 600 ° C, dus het heeft een goede veiligheid.
Focus: lage kosten, minimale batterijprijs van $ 80/kWh ($ 12,5 Wh/$)
Nadelen: de levensduur van de ternaire batterij is hoog, de oplaadefficiëntie is hoog, de prestaties bij lage temperaturen zijn slechter dan die van ternair lithium
Onderzoek naar de foutrichting van lithiumijzerfosfaatbatterijen
1. Onzuiverheden in het actieve elektrodemateriaal leiden tot batterijstoringen.
Tijdens de synthese van LiFePO4 zal een kleine hoeveelheid onzuiverheden, zoals Fe2O3 en Fe, verschijnen. Deze onzuiverheden worden verminderd op het oppervlak van de negatieve elektrode en kunnen de separator binnendringen en een interne kortsluiting veroorzaken. Wanneer LiFePO4 lange tijd aan lucht wordt blootgesteld, kan vocht de batterij aantasten. Tijdens de vroege stadia van veroudering vormt zich amorf ijzerfosfaat op het oppervlak van het materiaal. De lokale samenstelling en structuur zijn vergelijkbaar met die van LiFePO4(OH); met het inbrengen van OH wordt LiFePO4 continu verbruikt, wat een volumetoename vertoont; later herkristalliseert het langzaam om LiFePO4 (OH) te vormen. De Li3PO4-onzuiverheid in LiFePO4 is elektrochemisch inert. Hoe hoger het onzuiverheidsgehalte van de grafietanode, hoe groter het onomkeerbare capaciteitsverlies.
2. De batterij faalt vanwege de vormingsmethode
Het onomkeerbare verlies van actieve lithiumionen wordt eerst weerspiegeld in de lithiumionen die worden verbruikt tijdens de vorming van de vaste-elektrolyt-grensvlakfilm. Uit de studie bleek dat het verhogen van de formatietemperatuur resulteerde in onomkeerbaar verlies van lithiumionen. Wanneer de formatietemperatuur stijgt, zal het aandeel anorganische componenten in de SEI-film toenemen. Het gas dat vrijkomt bij de overgang van het organische deel ROCO2Li naar het anorganische deel Li2CO3 zal meer defecten in de SEI-film veroorzaken. Een grote hoeveelheid lithiumionen opgelost door deze defecten zal intercaleren in de negatieve grafietelektrode.
(1) Tijdens het vormingsproces zijn de samenstelling en dikte van de SEI-film gevormd door opladen met lage stroomsterkte uniform maar tijdrovend; opladen met hoge stroom zal leiden tot meer nevenreacties, wat resulteert in een verhoogd onomkeerbaar verlies van lithiumionen en een negatieve elektrode-interface-impedantie. , maar bespaart tijd. Tijd; nu wordt de vormingsmodus van kleine stroom constante stroom - hoge stroom constante stroom en constante spanning vaker gebruikt, dus de voordelen van beide kunnen worden overwogen.
Batterijstoring door vocht in de productieomgeving
Bij de praktische productie komen batterijen onvermijdelijk in contact met lucht, omdat de positieve en negatieve materialen meestal micro- of nanodeeltjes zijn en de oplosmiddelmoleculen in de elektrolyt grote negatief geladen carbonylgroepen en variabele dubbele koolstof-koolstofbindingen hebben. Al deze absorberen gemakkelijk vocht uit de lucht.
(2) Het watermolecuul reageert met het lithiumzout (vooral LiPF6) in de elektrolyt, het lithiumzout ontleedt en verbruikt de elektrolyt (ontleedt om PF5) te vormen, en produceert de zure soort HF. Zowel PF5 als HF zullen de SEI-film vernietigen en HF zal ook de corrosie van het actieve LiFePO4-materiaal bevorderen. Watermoleculen exfoliëren ook de met lithium ingebrachte grafietanode en vormen lithiumhydroxide aan de onderkant van de SEI-film. Bovendien versnelt de opgeloste O2 in de elektrolyt ook de veroudering van LiFePO4-batterijen.
In het productieproces, naast het productieproces dat de prestaties van de batterij beïnvloedt, zijn de belangrijkste factoren die het falen van LiFePO4-stroombatterijen veroorzaken, grondstoffen (inclusief water) en onzuiverheden in het vormingsproces, dus de zuiverheid van het materiaal, het milieu vochtigheidsregeling, vormingsmethode, enz. factoren zijn cruciaal.
