Kerugian dari baterai lithium besi fosfat
Apakah suatu material memiliki potensi untuk diterapkan dan dikembangkan, selain kelebihannya, kuncinya adalah apakah material tersebut memiliki cacat mendasar.
Saat ini, lithium besi fosfat banyak dipilih sebagai bahan katoda baterai lithium-ion daya di Cina.Analis pasar dari pemerintah, lembaga penelitian ilmiah, perusahaan dan bahkan perusahaan sekuritas optimis tentang bahan ini dan menganggapnya sebagai arah pengembangan baterai lithium-ion daya.Menurut analisis alasannya, terutama ada dua poin berikut: Pertama, karena pengaruh arah penelitian dan pengembangan di Amerika Serikat, perusahaan Valence dan A123 di Amerika Serikat pertama kali menggunakan lithium besi fosfat sebagai bahan katoda. dari baterai lithium ion.Kedua, bahan litium manganat dengan siklus suhu tinggi yang baik dan kinerja penyimpanan yang dapat digunakan untuk daya baterai litium-ion belum disiapkan di China.Namun, lithium besi fosfat juga memiliki cacat mendasar yang tidak dapat diabaikan, yang dapat diringkas sebagai berikut:
1. Dalam proses sintering persiapan lithium besi fosfat, oksida besi dapat direduksi menjadi besi sederhana di bawah atmosfer pereduksi suhu tinggi.Zat besi, zat yang paling tabu dalam baterai, dapat menyebabkan korsleting mikro pada baterai.Inilah alasan utama mengapa Jepang belum menggunakan bahan ini sebagai bahan katoda baterai lithium ion tipe daya.
2. Litium besi fosfat memiliki beberapa cacat kinerja, seperti kepadatan pemadatan dan kepadatan pemadatan yang rendah, sehingga menghasilkan kepadatan energi baterai lithium ion yang rendah.Performa suhu rendah buruk, meskipun lapisan nano dan karbonnya tidak menyelesaikan masalah ini.Ketika Dr. Don Hillebrand, direktur Pusat Sistem Penyimpanan Energi Laboratorium Nasional Argonne, berbicara tentang kinerja suhu rendah baterai lithium besi fosfat, dia menggambarkannya sebagai hal yang buruk.Hasil pengujian mereka pada baterai lithium besi fosfat menunjukkan bahwa baterai lithium besi fosfat tidak dapat menggerakkan kendaraan listrik pada suhu rendah (di bawah 0 ℃).Meskipun beberapa pabrikan mengklaim bahwa tingkat retensi kapasitas baterai lithium besi fosfat baik pada suhu rendah, baterai ini berada dalam kondisi arus pelepasan rendah dan tegangan pemutusan pelepasan rendah.Dalam hal ini, peralatan tidak dapat dihidupkan sama sekali.
3. Biaya persiapan bahan dan biaya pembuatan baterai tinggi, hasil baterai rendah, dan konsistensinya buruk.Meskipun sifat elektrokimia bahan telah ditingkatkan dengan nanokristalisasi dan pelapisan karbon dari lithium besi fosfat, masalah lain juga telah terjadi, seperti pengurangan kepadatan energi, peningkatan biaya sintesis, kinerja pemrosesan elektroda yang buruk, dan lingkungan yang keras. persyaratan.Meskipun unsur kimia Li, Fe, dan P dalam litium besi fosfat sangat kaya dan biayanya rendah, biaya produk litium besi fosfat yang disiapkan tidaklah rendah.Bahkan setelah menghilangkan biaya penelitian dan pengembangan awal, biaya proses bahan ini ditambah biaya persiapan baterai yang lebih tinggi akan membuat biaya akhir unit penyimpanan energi menjadi lebih tinggi.
4. Konsistensi produk yang buruk.Saat ini, tidak ada pabrik bahan lithium besi fosfat di China yang dapat mengatasi masalah ini.Dari perspektif persiapan bahan, reaksi sintesis litium besi fosfat merupakan reaksi heterogen yang kompleks, termasuk fosfat padat, oksida besi dan garam litium, prekursor yang ditambahkan karbon, dan fase gas pereduksi.Dalam proses reaksi yang kompleks ini, sulit untuk memastikan konsistensi reaksi.
5. Masalah kekayaan intelektual.Saat ini, paten dasar litium besi fosfat dimiliki oleh Universitas Texas di Amerika Serikat, sedangkan paten berlapis karbon diajukan oleh Kanada.Kedua paten dasar ini tidak dapat dilewati.Jika royalti paten dimasukkan dalam biaya, biaya produk akan semakin meningkat.
Selain itu, dari pengalaman R&D dan produksi baterai lithium-ion, Jepang adalah negara pertama yang mengkomersialkan baterai lithium-ion, dan selalu menduduki pasar baterai lithium-ion kelas atas.Meskipun Amerika Serikat memimpin dalam beberapa penelitian dasar, sejauh ini belum ada produsen baterai lithium ion yang besar.Oleh karena itu, lebih masuk akal bagi Jepang untuk memilih lithium manganat yang dimodifikasi sebagai bahan katoda baterai lithium ion tipe daya.Bahkan di Amerika Serikat, setengah dari pabrikan menggunakan litium besi fosfat dan litium manganat sebagai bahan katoda baterai ion litium tipe daya, dan pemerintah federal juga mendukung penelitian dan pengembangan kedua sistem ini.Mengingat masalah di atas, lithium besi fosfat sulit untuk digunakan secara luas sebagai bahan katoda baterai lithium-ion daya di kendaraan energi baru dan bidang lainnya.Jika kita dapat memecahkan masalah siklus suhu tinggi yang buruk dan kinerja penyimpanan manganat lithium, itu akan memiliki potensi besar dalam penerapan baterai lithium-ion daya dengan keunggulan biaya rendah dan kinerja tingkat tinggi.
Waktu posting: 19 Okt-2022