Cómo utilizar fosfato de hierro y litio para producir materias primas

Los materiales de electrodos de fosfato de hierro y litio se utilizan principalmente en varias baterías de iones de litio. Desde que el NTT de Japón reveló por primera vez el material de cátodo de batería de litio con estructura de olivina de AyMPO4 (A es un metal alcalino, M es una combinación de CoFe: LiFeCoPO4) en 1996, la Universidad Estatal de Texas, John B. Goodenough y el grupo de investigación también informó de la reubicación reversible de LiFePO4 en litio en 1997.

Estados Unidos y Japón publicaron por unanimidad la estructura del olivino (LiMPO4), lo que hizo que el material fuera muy valorado y provocó una extensa investigación y un rápido desarrollo. En comparación con el material de cátodo de la batería secundaria de iones de litio tradicional, las estructuras de espinela LiMn2O4 y la estructura en capas LiCoO2, LiMPO4 tiene una fuente más amplia de materias primas, menor costo y sin contaminación ambiental.

Los campos de aplicación del fosfato de hierro y litio incluyen principalmente:

(1) Equipo de almacenamiento de energía

Equipos de almacenamiento de energía para sistemas de generación de energía solar y eólica, UPS para sistemas de energía ininterrumpida y baterías de energía solar para equipos de almacenamiento de energía (BYD ya está produciendo tales baterías);

(2) Herramientas eléctricas

Hay herramientas eléctricas de alta potencia (inalámbricas), taladros y desmalezadores eléctricos, etc.

(3) Vehículos eléctricos ligeros

Locomotoras eléctricas, bicicletas eléctricas, vehículos recreativos, carros de golf, empujadores eléctricos, vehículos de limpieza, vehículos eléctricos híbridos (HEV), el objetivo de los últimos 2-3 años;

(4) Equipo pequeño

Equipo médico: sillas de ruedas eléctricas, scooters eléctricos), juguetes (aviones eléctricos de control remoto, automóviles, barcos);

(5) Otros pequeños electrodomésticos

Lámpara de minero, dispositivo médico implantable (el fosfato de hierro y litio no es tóxico, la batería de litio solo puede cumplir con los requisitos de hierro y litio), reemplazando el ácido de plomo, hidrógeno de níquel, cadmio de níquel, cobalto de litio, batería de manganeso de litio en pequeños electrodomésticos.

(6) Energía móvil

Después de un estudio a largo plazo, la nueva empresa de energía alemana Deboch desarrolló con éxito y produjo en masa baterías de fosfato de hierro y litio con nano materiales compuestos, que aumentaron la relación de capacidad unitaria y superaron el problema de que el volumen unitario de fosfato de hierro y litio es demasiado grande y no adecuado para productos digitales. Ahora con una sola batería 32650 (32 mm de diámetro, 65 mm de longitud), la capacidad supera los 6000 mAh, a través de dos secciones, puede alcanzar los 12000 mAh. La potencia móvil es de hasta 38,4 Wh, suficiente para cargar el iPhone4S de 5,3 Wh (1432 mAh) casi 6 veces, adecuado para usuarios de viajes de larga distancia al aire libre.

Alta densidad de energía

Su capacidad específica teórica es de 170 mAh / g, la capacidad específica real del producto puede superar los 140 mAh / g (0,2 C, 25 ° C);

Seguridad

Actualmente es el material de cátodo de batería de iones de litio más seguro; no contiene elementos de metales pesados nocivos para el cuerpo humano;

Larga vida

Bajo la condición de 100% DOD, se puede cargar y descargar más de 2000 veces; (Causa: la estabilidad de la red de fosfato de hierro y litio es buena, la inserción y extracción de iones de litio tienen poco efecto en la red cristalina, por lo que tiene una buena reversibilidad. Es una mala conductividad de iones del electrodo, que no es adecuado para cargar y descarga de una gran corriente, y se dificulta su aplicación Solución: recubrir la superficie del electrodo con un material conductor y dopar para modificar el electrodo.

La vida útil de la batería de fosfato de hierro y litio está estrechamente relacionada con su temperatura de uso. La temperatura de uso es demasiado baja o demasiado alta, lo que ocasiona grandes desventajas en su proceso de carga y descarga y en el proceso de uso. Especialmente utilizada en vehículos eléctricos en el norte de China, en otoño e invierno, la batería de fosfato de hierro y litio no se puede alimentar con normalidad o la fuente de alimentación es demasiado baja, y la temperatura de su entorno de trabajo debe ajustarse para mantener su rendimiento. En la actualidad, la solución doméstica para el entorno de trabajo de temperatura constante de la batería de fosfato de hierro y litio debe considerar el problema de la limitación de espacio. La solución más común es utilizar fieltro de aerogel como capa aislante.

Rendimiento de carga

La batería de litio de material de cátodo de fosfato de hierro y litio se puede cargar a gran velocidad y la batería se puede cargar completamente en una hora.

Parámetros físicos específicos:

Densidad aparente: 0,7 g / cm ³

Densidad Tap: 1,2 g / cm ³

Diámetro medio: 2-6um

Área de superficie específica <30 m ^ 2 / g

Parámetros de frotis:

LiFePo4: C: PVDF = 90: 3: 7

Densidad de compactación de la pieza de poste: 2,1-2,4 g / cm3

Rendimiento electroquímico:

Capacidad de gramo> 155 mAh / g Condiciones de prueba: media celda, 0.2C, voltaje 4.0-2.0V

Número de ciclos: 2000 veces

Fabricantes de materiales de fosfato de hierro y litio nacionales e internacionales:

Nacional: Yantai Zhuoneng, Tianjin Bei Te Rui, Tianjin Bamo, Tianjin Strand, Hangzhou Jinma Energy, Yunnan Huilong, Universidad de Pekín, Hunan Ruixiang Iron Tiger Energy, Taiwán Long Yuan, Taiwán Li Kai, Zhengzhou Langtai, Hangzhou Sainz, Jiangxi Jin Li Technology , Shenzhen Beit Rui.

Internacional: Phostech de Canadá, American Valence, American A123, Sony japonesa. Entre ellos, A123 es el más grande y ha recibido un fuerte apoyo del gobierno de EE. UU. Y ahora está en quiebra.

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