1. Litiy temir marganets fosfat nima?
Lityum temir marganets fosfat - lityum temir fosfatni ma'lum miqdorda marganets elementi bilan doping qilish natijasida hosil bo'lgan yangi katodli material. Marganets va temir elementlarning ion radiusi va ba'zi kimyoviy xossalari o'xshash bo'lganligi sababli, lityum temir marganets fosfat va litiy temir fosfat tuzilishi o'xshash va ikkalasi ham olivin tuzilishga ega. Energiya zichligi nuqtai nazaridan, lityum temir marganets fosfat lityum temir fosfatdan ustundir, shuning uchun u "litiy temir fosfatning yangilangan versiyasi" deb hisoblanadi.
Lityum temir marganets fosfati lityum temir fosfatning energiya zichligi bo'g'inidan o'tishi mumkin. Hozirgi vaqtda lityum temir fosfatning maksimal energiya zichligi 161 ~ 164Wh / kg atrofida barqarorlashdi. Yuqori energiya zichligiga ega fosfatga asoslangan material sifatida lityum temir marganets fosfatini qo'llash lityum temir fosfatning energiya zichligi bo'g'inidan o'tishga yordam beradi va shu bilan sanoatlashtirish imkoniyatlarini ochadi.
Lityum temir marganets fosfat energiya zichligi, xavfsizligi, past harorat ko'rsatkichlari va narxi bo'yicha afzalliklarga ega.
2.NCM, LFP va LFMP ning ishlash ko'rsatkichlarini taqqoslash
|
Element |
NCM |
LFP |
LMFP |
|
Kimyoviy formula |
Li(NixCoyMnz)O2 |
LiFePO4 |
LiMn(1-x)FexPO4 |
|
Kristal tuzilishi |
Qatlamli struktura |
Peridot |
Peridot |
|
Maxsus quvvat (mAh/g) |
150-220 |
130-140 |
130-140 |
|
Voltaj diapazoni |
3.4-3.8 |
3.4 |
4.1 |
|
Energiya zichligi (Wh/kg) |
180-300 |
100-200 |
LFP dan yuqori |
|
Tsikl muddati (vaqt) |
800-2000 |
2000-6000 |
2000-3000 |
|
Past haroratli ishlash |
Yaxshi |
Yomon |
LFPdan yaxshiroq |
|
Yuqori haroratli ishlash |
Umuman |
Yaxshi |
NCM dan yaxshiroq |
|
xavfsizlik |
Umuman |
Yaxshi |
Yaxshi |
|
Moddiy xarajatlar |
Yuqori narx |
Kam xarajatlar |
Kam xarajatlar |
Samaradorlikni taqqoslash jadvali
Energiya zichligi: NCM (yuqori nikel) > LMFP > LFP
Marganets elementi yuqori kuchlanishning afzalliklariga ega. Lityum temir marganets fosfat kuchlanish platformasini 3,4V dan 4,1V gacha oshirish uchun lityum temir fosfat asosida marganets bilan qo'shiladi. Yuqori kuchlanish yuqori energiya zichligini keltirib chiqaradi. LMFPning energiya zichligi LFPga qaraganda 15% ~ 20% yuqori. LMFP ning energiya zichligi NCM 523 yoki hatto NCM 622 darajasiga yetishi mumkin, bu LFPga nisbatan sezilarli afzalliklarga ega.
Xavfsizlik: LFP ≈ LMFP > NCM
LMFP kristalli olti burchakli yaqin o'ralgan tuzilishga ega. Ushbu strukturaning eng katta afzalligi uning yaxshi barqarorligidir. Zaryadlash vaqtida barcha lityum ionlari ajratilsa ham, strukturaviy qulash muammosi bo'lmaydi. Shu bilan birga, materialdagi P atomlari PO ning kuchli kovalent aloqalari orqali PO4 tetraedrlarini hosil qiladi va O atomlarining tuzilishdan qochishi qiyin, shuning uchun material juda yuqori xavfsizlik va barqarorlikka ega.
Past harorat ko'rsatkichlari: NCM > LMFP > LFP
Nano-LFP -20 darajada quvvatni saqlash darajasi taxminan 67% ni tashkil qiladi, LMFP esa 71% quvvatni saqlab qolishi mumkin. Massa nisbati 15% bo'lgan NCM materiallari bilan aralashtirilganda, ushlab turish darajasi 74% ga yetishi mumkin.
Ishlab chiqarish narxi: NCM > LFP LMFP dan katta yoki unga teng
Moddiy tomondan, dunyo marganets rudasi zahiralariga boy va LMFP va LFP xarajatlari deyarli bir xil. LMFP ning ishlab chiqarish qiymati LFPga qaraganda taxminan 10% qimmatroq, ammo LMFPning energiya zichligi 15% ga oshirilishi mumkin. Keyingi texnologiya va xom ashyoni yangilash orqali ishlab chiqarish qiymati kelajakda LFPdan kamida 10% past bo'ladi.
|
Ishlash parametrlari |
NCM |
LFP |
LMFP |
|
Lityum ionining tarqalish tezligi (sm2/S) |
10-9 |
10-14 |
10-15 |
|
O'tkazuvchanlik (S/sm) |
10-3 |
10-9 |
10-13 |
NCM, LFP va LFMP ning o'tkazuvchanlik xususiyatlarini taqqoslash
3. Litiy temir marganets fosfatining eng katta to'siqlari nima?
Lityum temir marganets fosfati sanoatlashtirishning rivojlanishiga to'sqinlik qiladigan tezlik ko'rsatkichlari, sikl ko'rsatkichlari va boshqalarda nuqsonlarga ega. O'tkazuvchanlik va lityum ionlarining tarqalish tezligi past va tezlik ko'rsatkichlari nisbatan past.
Kristal tuzilishi: Lityum temir marganets fosfatining olti burchakli yaqin o'ralgan tuzilishi xavfsiz va barqaror bo'lsa-da, materialda doimiy FeO6 (MnO6) umumiy chekka oktaedr tarmog'i mavjud emas, lekin PO4 tetraedrlari orqali ulanadi. Shuning uchun u lityum kobalt oksidi materiallari kabi doimiy Co-O-Co strukturasini hosil qila olmaydi. Materialning yomon o'tkazuvchanligi va yuqori oqimdagi tushirish ko'rsatkichlari yomon. Bundan tashqari, bu ko'pburchaklar bir o'lchovli kanallarda litiy ionlarining harakatini cheklab, o'zaro bog'langan uch o'lchovli tuzilmani tashkil qiladi.
Metall xususiyatlari: Marganets elementi nisbatan zaif o'tkazuvchanlikka ega. Litiy temir-marganets fosfatidagi elektronlarning o'tish energiya bo'shlig'i 2eV ga teng (litiy temir fosfatning o'tish energiya bo'shlig'i 0.3eV), bu past o'tkazuvchanlik va ion harakatchanligining kamchiliklariga ega.
