리튬 철 인산염 배터리의 단점
재료의 장점 외에도 응용 및 개발 가능성이 있는지 여부는 재료에 근본적인 결함이 있는지 여부가 핵심입니다.
현재 인산철리튬은 중국에서 전력 리튬이온 배터리의 양극 재료로 널리 선택되고 있다.정부, 과학 연구 기관, 기업 및 심지어 증권 회사의 시장 분석가는 이 재료에 대해 낙관하고 이를 전력 리튬 이온 배터리의 개발 방향으로 간주합니다.이유 분석에 따르면 주로 다음 두 가지 사항이 있습니다. 첫째, 미국의 연구 개발 방향의 영향으로 인해 미국의 Valence 및 A123 회사는 리튬 인산 철 리튬을 음극 재료로 처음 사용했습니다. 리튬 이온 배터리의.둘째, 전력 리튬 이온 배터리에 사용할 수 있는 우수한 고온 순환 및 저장 성능을 가진 망간산 리튬 재료는 중국에서 준비되지 않았습니다.그러나 인산철리튬도 무시할 수 없는 근본적인 결점을 가지고 있는데, 이는 다음과 같이 요약할 수 있다.
1. 인산철 리튬 제제의 소결 공정에서 산화철은 고온 환원 분위기에서 단순 철로 환원될 수 있습니다.배터리에서 가장 금기시되는 물질인 철은 배터리의 미세 단락을 일으킬 수 있습니다.이것이 일본이 이 소재를 파워형 리튬이온전지의 양극재로 사용하지 않는 주된 이유다.
2. 인산철리튬은 낮은 탬핑 밀도 및 압축 밀도와 같은 성능 결함이 있어 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 낮습니다.나노 및 탄소 코팅이 이 문제를 해결하지 못하더라도 저온 성능은 좋지 않습니다.Argonne National Laboratory의 에너지 저장 시스템 센터 책임자인 Don Hillebrand 박사는 리튬 인산철 배터리의 저온 성능에 대해 이야기했을 때 끔찍하다고 설명했습니다.인산철리튬 배터리에 대한 테스트 결과 인산철리튬 배터리는 저온(0℃ 이하)에서 전기 자동차를 운전할 수 없는 것으로 나타났습니다.일부 제조업체는 리튬 인산 철 배터리의 용량 유지율이 저온에서 양호하다고 주장하지만 방전 전류가 낮고 방전 차단 전압이 낮은 조건에 있습니다.이 경우 장비를 전혀 시작할 수 없습니다.
3. 전지의 재료준비비용과 제조원가가 높고 전지의 수율이 낮으며 일관성이 떨어진다.인산철리튬의 나노결정화 및 탄소 코팅에 의해 재료의 전기화학적 특성이 개선되었지만 에너지 밀도 감소, 합성 비용 개선, 전극 가공 성능 저하 및 가혹한 환경과 같은 다른 문제도 발생했습니다. 요구 사항.인산철리튬의 화학 원소 Li, Fe 및 P는 매우 풍부하고 비용이 저렴하지만, 제조된 인산철리튬 제품의 비용은 낮지 않다.초기 연구 개발 비용을 제거한 후에도 이 재료의 공정 비용과 더 높은 배터리 준비 비용으로 인해 단위 에너지 저장의 최종 비용이 더 높아질 것입니다.
4. 불량한 제품 일관성.현재 중국의 인산철리튬 소재 공장은 이 문제를 해결할 수 없다.재료 준비의 관점에서 인산 철 리튬의 합성 반응은 고체 인산염, 산화철 및 리튬 염, 탄소 첨가 전구체 및 환원 기상을 포함하는 복잡한 불균일 반응입니다.이 복잡한 반응 과정에서 반응의 일관성을 보장하기 어렵습니다.
5. 지적 재산 문제.현재 인산철 리튬의 기본 특허는 미국 텍사스 대학이 소유하고 있으며 탄소 코팅 특허는 캐나다인이 신청하고 있다.이 두 가지 기본 특허는 무시할 수 없습니다.원가에 특허 로열티까지 포함하면 제품 원가는 더 높아진다.
또한 일본은 리튬이온전지의 연구개발 및 생산 경험으로 볼 때 리튬이온전지를 최초로 상용화한 국가로 항상 고급형 리튬이온전지 시장을 점유해 왔다.미국이 일부 기초 연구를 주도하고 있지만 아직까지 대규모 리튬 이온 배터리 제조업체는 없습니다.따라서 일본이 변성 망간산 리튬을 전력형 리튬 이온 배터리의 양극 재료로 선택하는 것이 더 합리적입니다.미국에서도 제조업체의 절반이 인산철리튬과 망간산리튬을 전원형 리튬이온전지의 양극재로 사용하고 있으며 연방정부도 이 두 시스템의 연구개발을 지원하고 있다.위의 문제를 고려할 때, 인산철리튬은 신에너지 차량 및 기타 분야에서 전력 리튬 이온 배터리의 양극 재료로 널리 사용되기 어렵습니다.망간산리튬의 열악한 고온 순환 및 저장 성능 문제를 해결할 수 있다면 저비용 및 고율 성능이라는 이점을 가진 전력 리튬 이온 배터리 응용 분야에서 큰 잠재력을 갖게 될 것입니다.
게시 시간: 2022년 10월 19일