Desvantagens da bateria do fosfato do ferro do lítio

Se um material tem o potencial para o desenvolvimento de aplicações, além do que se centrar sobre suas vantagens, é mais crítico se o material tem defeitos fundamentais.

O fosfato do ferro do lítio é amplamente utilizado como um material positivo do elétrodo para baterias do lítio-íon do poder em China. Os analistas do mercado tais como o governo, as instituições de pesquisa científica, empresas e mesmo empresas de seguranças são otimistas sobre este material como o sentido do desenvolvimento de baterias do lítio-íon do poder. A análise das razões, tem principalmente os seguintes dois pontos: Primeiramente, o impacto do sentido da investigação e desenvolvimento dos E.U., o Valence do Estados Unidos e a empresa A123 usaram primeiramente o fosfato do ferro do lítio como o material do cátodo para baterias do lítio-íon. Em segundo lugar, não houve nenhuma preparação de materiais do manganato do lítio com boas propriedades de alta temperatura do ciclo e do armazenamento para o uso no poder-tipo baterias do lítio-íon. Contudo, o fosfato do ferro do lítio igualmente tem os defeitos fundamentais que não podem ser ignorados. Vem para baixo aos seguintes pontos:

1. Durante o processo da aglomeração na preparação do fosfato do ferro do lítio, o óxido de ferro é provável ser reduzido ao ferro elementar sob uma atmosfera de diminuição de alta temperatura. O ferro elementar pode causar o circuito micro-curto da bateria, que é a maioria de substância do tabu na bateria. Esta é igualmente a razão principal pela qual Japão não usou este material como um material positivo do elétrodo para uma bateria do lítio-íon.

2. Há alguns defeitos do desempenho no fosfato do ferro do lítio, tal como a baixa densidade de torneira e a densidade da consolidação, tendo por resultado a densidade de baixa energia de baterias de íon de lítio. O desempenho da baixa temperatura é pobre, mesmo se nano-é feito sob medida e o carbono é revestido, ele não resolve este problema. O Dr. Don Hillebrand, diretor do centro para sistemas do armazenamento de energia no laboratório nacional de Argonne, falou sobre o desempenho de baixa temperatura de baterias do fosfato do ferro do lítio. Usou-se terrível para descrever seus resultados da análise da bateria do fosfato do ferro do lítio que indicam que a bateria do fosfato do ferro do lítio está na baixa temperatura. (Abaixo de 0 °C) não é possível conduzir um carro bonde. Embora alguns fabricantes reivindiquem que a bateria do fosfato do ferro do lítio tem uma boa taxa de retenção da capacidade em baixas temperaturas, é no caso de uma corrente de descarga pequena e de uma baixa tensão de interrupção da descarga. Nesta situação, o dispositivo simplesmente não pode começar trabalhar.

3. O custo da preparação do material e o custo de fabrico da bateria são altos, o rendimento da bateria é baixo, e a consistência é pobre. O revestimento do nanocrystallization e do carbono do lítio passa o fosfato, ao melhorar o desempenho eletroquímico do material, igualmente traz outros problemas tais como uma diminuição na densidade de energia, um aumento no custo da síntese, elétrodo pobre que processa o desempenho, e exigindo ambientalmente problemas. Embora os elementos químicos Li, Fe e P no fosfato do ferro do lítio sejam abundantes e o custo seja baixo, o custo do produto preparado do fosfato do ferro do lítio não é baixo, mesmo se o custo precedente da investigação e desenvolvimento é removido, o custo do processo do material é mais alto. O custo de preparar a bateria fará o custo da unidade final de energia armazenada mais alto.

4. Consistência de produto pobre. Presentemente, não há nenhuma fábrica material do fosfato doméstico do ferro do lítio que pode resolver este problema. Do ponto de vista da preparação material, a reação da síntese do fosfato do ferro do lítio é uma reação heterogênea complexa, que tenha o fosfato da fase contínua, o óxido de ferro e o sal do lítio, um precursor do carbono e uma fase de gás de diminuição. Neste processo complexo da reação, é difícil assegurar a consistência da reação.

5. Edições de propriedade intelectual. Presentemente, a patente básica para o fosfato do ferro do lítio é possuída pela Universidade do Texas, e a patente revestida carbono é aplicada por canadenses. Estas duas patentes básicas não podem ser contornadas. Se o custo da patente é calculado, o custo do produto estará aumentado mais.

Além, da experiência da investigação e desenvolvimento e da produção de baterias do lítio-íon, Japão é o primeiro país comercializado de baterias do lítio-íon, e ocupou sempre o mercado da bateria do lítio-íon da parte alta. Embora o Estados Unidos seja principal em alguma investigação básica, não há ainda nenhum fabricante em grande escala da bateria do lítio-íon. Consequentemente, Japão escolheu o manganato alterado do lítio como o material positivo do elétrodo para baterias do lítio-íon do poder. Mesmo no Estados Unidos, o fosfato do ferro do lítio e o manganato do lítio são usados como os materiais do cátodo para baterias poder-baseadas do lítio-íon, e o governo federal igualmente apoia o desenvolvimento destes dois sistemas. Em virtude dos problemas acima do fosfato do ferro do lítio, é difícil ser amplamente utilizado como um material positivo do elétrodo para uma bateria de íon de lítio do poder nos campos tais como veículos novos da energia. Se pode resolver o problema do ciclo de alta temperatura e o desempenho pobre do armazenamento do manganato do lítio, com suas vantagens do desempenho do baixo custo e da taxa alta, terá o grande potencial na aplicação de baterias do lítio-íon do poder.