חסרונות של סוללת ליתיום ברזל פוספט
האם לחומר יש פוטנציאל ליישום ופיתוח, בנוסף ליתרונותיו, המפתח הוא האם יש לחומר פגמים מהותיים.
נכון לעכשיו, פוספט ליתיום ברזל נבחר באופן נרחב כחומר הקתודה של סוללות ליתיום-יון כוח בסין.מנתחי שוק מממשלות, מוסדות מחקר מדעיים, מפעלים ואפילו חברות ניירות ערך אופטימיים לגבי החומר הזה ורואים בו את כיוון הפיתוח של סוללות ליתיום-יון.על פי ניתוח הסיבות, יש בעיקר את שתי הנקודות הבאות: ראשית, עקב השפעת כיוון המחקר והפיתוח בארה"ב, חברות Valence ו-A123 בארה"ב השתמשו לראשונה בפוספט ליתיום ברזל כחומר הקתודה. של סוללות ליתיום יון.שנית, חומרי ליתיום מנגנט עם ביצועי רכיבה ואחסון טובים בטמפרטורה גבוהה, שיכולים לשמש עבור סוללות ליתיום-יון כוח, לא הוכנו בסין.עם זאת, לליתיום ברזל פוספט יש גם פגמים מהותיים שאי אפשר להתעלם מהם, אותם ניתן לסכם באופן הבא:
1. בתהליך הסינטר של הכנת ליתיום ברזל פוספט, יתכן שניתן להפחית תחמוצת ברזל לברזל פשוט באטמוספרה מפחיתה טמפרטורה גבוהה.ברזל, החומר הכי טאבו בסוללות, יכול לגרום למיקרו קצר של סוללות.זו הסיבה העיקרית לכך שיפן לא השתמשה בחומר זה כחומר הקתודה של סוללות ליתיום יון מסוג הספק.
2. לליתיום ברזל פוספט יש כמה פגמים בביצועים, כגון צפיפות דחיסה נמוכה וצפיפות דחיסה, וכתוצאה מכך צפיפות אנרגיה נמוכה של סוללת ליתיום יון.ביצועי טמפרטורות נמוכות גרועות, גם אם ציפוי הננו והפחמן שלו לא פותר את הבעיה הזו.כאשר ד"ר דון הילברנד, מנהל מרכז מערכות אחסון האנרגיה של המעבדה הלאומית של ארגון, דיבר על ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של סוללת ליתיום ברזל פוספט, הוא תיאר זאת כאיום.תוצאות הבדיקה שלהם על סוללת ליתיום ברזל פוספט הראו שסוללת ליתיום ברזל פוספט לא יכולה להניע כלי רכב חשמליים בטמפרטורה נמוכה (מתחת ל-0 ℃).למרות שחלק מהיצרנים טוענים שקצב שימור הקיבולת של סוללת ליתיום ברזל פוספט טוב בטמפרטורה נמוכה, הוא נמצא במצב של זרם פריקה נמוך ומתח ניתוק פריקה נמוך.במקרה זה, לא ניתן להפעיל את הציוד כלל.
3. עלות ההכנה של החומרים ועלות הייצור של הסוללות גבוהות, תפוקת הסוללות נמוכה והעקביות ירודה.למרות שהתכונות האלקטרוכימיות של החומרים שופרו על ידי ננו-גביש וציפוי פחמן של ליתיום ברזל פוספט, נוצרו גם בעיות אחרות, כגון הפחתת צפיפות האנרגיה, שיפור עלות הסינתזה, ביצועי עיבוד אלקטרודות גרועים וסביבה קשה. דרישות.למרות שהיסודות הכימיים Li, Fe ו-P בפוספט ליתיום ברזל עשירים מאוד והעלות נמוכה, העלות של מוצר ליתיום ברזל פוספט המוכן אינה נמוכה.גם לאחר הסרת עלויות המחקר והפיתוח המוקדמות, עלות התהליך של חומר זה בתוספת העלות הגבוהה יותר של הכנת סוללות תגרום לעלות הסופית של אחסון אנרגיה ליחידה גבוה יותר.
4. עקביות ירודה של המוצר.נכון לעכשיו, אף מפעל לחומרי ליתיום ברזל פוספט בסין לא יכול לפתור בעיה זו.מנקודת המבט של הכנת החומר, תגובת הסינתזה של ליתיום ברזל פוספט היא תגובה הטרוגנית מורכבת, הכוללת פוספט מוצק, תחמוצת ברזל ומלח ליתיום, חומר מבשר שנוסף לפחמן ושלב גז מפחית.בתהליך תגובה מורכב זה, קשה להבטיח את עקביות התגובה.
5. סוגיות קניין רוחני.נכון לעכשיו, הפטנט הבסיסי של ליתיום ברזל פוספט נמצא בבעלות אוניברסיטת טקסס בארצות הברית, בעוד שהפטנט המצופה בפחמן מבוקש על ידי קנדים.לא ניתן לעקוף את שני הפטנטים הבסיסיים הללו.אם תמלוגי פטנט נכללים בעלות, עלות המוצר תוגדל עוד יותר.
בנוסף, מניסיון המו"פ והייצור של סוללות ליתיום-יון, יפן היא המדינה הראשונה שממסחרת סוללות ליתיום-יון, ותמיד כבשה את שוק סוללות הליתיום-יון היוקרתיות.למרות שארצות הברית מובילה בכמה מחקרים בסיסיים, עד כה אין יצרן סוללות ליתיום יון גדול.לכן, סביר יותר שיפן תבחר בליתיום מנגנט שונה כחומר הקתודה של סוללת ליתיום יון מסוג הספק.אפילו בארצות הברית, מחצית מהיצרנים משתמשים בליתיום ברזל פוספט ובליתיום מנגנט כחומרי קתודה של סוללות ליתיום יון מסוג כוח, והממשלה הפדרלית תומכת גם במחקר ובפיתוח של שתי המערכות הללו.לאור הבעיות שלעיל, קשה להשתמש בפוספט ליתיום ברזל בשימוש נרחב כחומר הקתודה של סוללות ליתיום-יון כוח ברכבי אנרגיה חדשים ובתחומים אחרים.אם נוכל לפתור את הבעיה של ביצועי רכיבה על אופניים גרועים בטמפרטורה גבוהה וביצועי אחסון של ליתיום מנגנט, יהיה לו פוטנציאל גדול ביישום סוללות ליתיום-יון חזקות עם היתרונות של עלות נמוכה וביצועים בקצב גבוה.
זמן פרסום: 19 באוקטובר 2022