ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის ნაკლოვანებები
აქვს თუ არა მასალას გამოყენებისა და განვითარების პოტენციალი, გარდა მისი უპირატესობებისა, მთავარია თუ არა მასალას ფუნდამენტური დეფექტები.
ამჟამად, ლითიუმის რკინის ფოსფატი ფართოდ არის შერჩეული, როგორც ლითიუმ-იონური ბატარეების კათოდური მასალა ჩინეთში.მთავრობების, სამეცნიერო კვლევითი ინსტიტუტების, საწარმოებისა და ფასიანი ქაღალდების კომპანიების ბაზრის ანალიტიკოსები ოპტიმისტურად არიან განწყობილნი ამ მასალის მიმართ და მას ლითიუმ-იონური ბატარეების განვითარების მიმართულებად თვლიან.მიზეზების ანალიზის მიხედვით, ძირითადად, შემდეგი ორი პუნქტია: პირველი, შეერთებულ შტატებში კვლევისა და განვითარების მიმართულების გავლენის გამო, აშშ-ში Valence და A123 კომპანიებმა პირველად გამოიყენეს ლითიუმის რკინის ფოსფატი, როგორც კათოდური მასალა. ლითიუმის იონური ბატარეებისგან.მეორეც, ლითიუმის მანგანატის მასალები კარგი მაღალი ტემპერატურის ციკლით და შენახვის ხარისხით, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის, არ არის მომზადებული ჩინეთში.ამასთან, ლითიუმის რკინის ფოსფატს ასევე აქვს ფუნდამენტური დეფექტები, რომელთა იგნორირება შეუძლებელია, რაც შეიძლება შეჯამდეს შემდეგნაირად:
1. ლითიუმის რკინის ფოსფატის მომზადების შედუღების პროცესში, შესაძლებელია, რომ რკინის ოქსიდი გადაიზარდოს უბრალო რკინამდე მაღალი ტემპერატურის შემცირების ატმოსფეროში.რკინა, ყველაზე ტაბუირებული ნივთიერება ბატარეებში, შეიძლება გამოიწვიოს ბატარეების მიკრო მოკლე ჩართვა.ეს არის მთავარი მიზეზი, რის გამოც იაპონიამ არ გამოიყენა ეს მასალა, როგორც ენერგიის ტიპის ლითიუმ-იონური ბატარეების კათოდური მასალა.
2. ლითიუმის რკინის ფოსფატს აქვს გარკვეული შესრულების დეფექტები, როგორიცაა დაბალი დატკეპნის სიმკვრივე და დატკეპნის სიმკვრივე, რაც იწვევს ლითიუმ-იონური ბატარეის დაბალი ენერგიის სიმკვრივეს.დაბალი ტემპერატურის შესრულება ცუდია, მაშინაც კი, თუ მისი ნანო და ნახშირბადის საფარი არ წყვეტს ამ პრობლემას.როდესაც დოქტორმა დონ ჰილბრანდმა, არგონის ეროვნული ლაბორატორიის ენერგიის შენახვის სისტემის ცენტრის დირექტორმა, ისაუბრა ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის დაბალ ტემპერატურაზე მუშაობის შესახებ, მან ეს აღწერა როგორც საშინელება.მათმა ტესტის შედეგებმა ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეაზე აჩვენა, რომ ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეას არ შეეძლო ელექტრო მანქანების მართვა დაბალ ტემპერატურაზე (0 ℃ ქვემოთ).მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი მწარმოებელი ამტკიცებს, რომ ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის ტევადობის შენარჩუნების სიჩქარე კარგია დაბალ ტემპერატურაზე, ის არის დაბალი გამონადენის და დაბალი გამონადენის გამორთვის ძაბვის პირობებში.ამ შემთხვევაში, აღჭურვილობის გაშვება საერთოდ შეუძლებელია.
3. მასალების მომზადების ღირებულება და ბატარეების წარმოების ღირებულება მაღალია, ბატარეების მოსავლიანობა დაბალია და კონსისტენცია ცუდია.მიუხედავად იმისა, რომ მასალების ელექტროქიმიური თვისებები გაუმჯობესდა ლითიუმის რკინის ფოსფატის ნანოკრისტალიზაციით და ნახშირბადის საფარით, ასევე წარმოიშვა სხვა პრობლემები, როგორიცაა ენერგიის სიმკვრივის შემცირება, სინთეზის ღირებულების გაუმჯობესება, ელექტროდის დამუშავების ცუდი შესრულება და მკაცრი გარემო. მოთხოვნები.მიუხედავად იმისა, რომ ქიმიური ელემენტები Li, Fe და P ლითიუმის რკინის ფოსფატში ძალიან მდიდარია და ღირებულება დაბალია, მომზადებული ლითიუმის რკინის ფოსფატის პროდუქტის ღირებულება არ არის დაბალი.ადრეული კვლევისა და განვითარების ხარჯების მოხსნის შემდეგაც კი, ამ მასალის პროცესის ღირებულება პლუს ბატარეების მომზადების უფრო მაღალი ღირებულება გაზრდის ერთეული ენერგიის შენახვის საბოლოო ღირებულებას.
4. ცუდი პროდუქტის თანმიმდევრულობა.ამჟამად, ჩინეთში ლითიუმის რკინის ფოსფატის მასალების ვერც ერთი ქარხანა ვერ გადაჭრის ამ პრობლემას.მასალის მომზადების თვალსაზრისით, ლითიუმის რკინის ფოსფატის სინთეზის რეაქცია არის რთული ჰეტეროგენული რეაქცია, მათ შორის მყარი ფოსფატი, რკინის ოქსიდი და ლითიუმის მარილი, ნახშირბადის დამატებული წინამორბედი და შემცირების გაზის ფაზა.ამ რთული რეაქციის პროცესში ძნელია რეაქციის თანმიმდევრულობის უზრუნველყოფა.
5. ინტელექტუალური საკუთრების საკითხები.ამჟამად, ლითიუმის რკინის ფოსფატის ძირითადი პატენტი შეერთებული შტატების ტეხასის უნივერსიტეტის საკუთრებაა, ხოლო ნახშირბადის დაფარული პატენტი კანადელებს მიმართავენ.ამ ორი ძირითადი პატენტის გვერდის ავლა შეუძლებელია.თუ პატენტის როიალტი შედის ღირებულებაში, პროდუქტის ღირებულება კიდევ უფრო გაიზრდება.
გარდა ამისა, R&D და ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოების გამოცდილებიდან გამომდინარე, იაპონია პირველი ქვეყანაა, რომელმაც მოახდინა ლითიუმ-იონური ბატარეების კომერციალიზაცია და ყოველთვის ეკავა მაღალი დონის ლითიუმ-იონური ბატარეების ბაზარი.მიუხედავად იმისა, რომ შეერთებული შტატები ლიდერობს ზოგიერთ ძირითად კვლევაში, ჯერჯერობით არ არსებობს ლითიუმ-იონური ბატარეების დიდი მწარმოებელი.ამიტომ, იაპონიისთვის უფრო მიზანშეწონილია აირჩიოს მოდიფიცირებული ლითიუმის მანგანატი, როგორც ენერგიის ტიპის ლითიუმის იონური ბატარეის კათოდური მასალა.შეერთებულ შტატებშიც კი, მწარმოებლების ნახევარი იყენებს ლითიუმის რკინის ფოსფატს და ლითიუმის მანგანატს, როგორც ენერგიის ტიპის ლითიუმის იონური ბატარეების კათოდურ მასალებს, ხოლო ფედერალური მთავრობა ასევე მხარს უჭერს ამ ორი სისტემის კვლევასა და განვითარებას.ზემოაღნიშნული პრობლემების გათვალისწინებით, ლითიუმის რკინის ფოსფატი ძნელია ფართოდ იქნას გამოყენებული, როგორც ლითიუმ-იონური ბატარეების კათოდური მასალა ახალი ენერგიის მანქანებში და სხვა სფეროებში.თუ ჩვენ შევძლებთ ლითიუმის მანგანატის დაბალი ტემპერატურის ველოსიპედისა და შენახვის პრობლემის გადაჭრას, მას ექნება დიდი პოტენციალი დენის ლითიუმ-იონური ბატარეების გამოყენებაში დაბალი ღირებულებისა და მაღალი სიჩქარის შესრულების უპირატესობებით.
გამოქვეყნების დრო: ოქტ-19-2022