Cómo distinguir entre una batería de titanato de litio y una batería de fosfato de hierro y litio

La batería de fosfato de hierro y litio se refiere a una batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio como material de electrodo positivo. Su característica es que no contiene elementos preciosos como el cobalto. El precio de la materia prima es bajo y el fósforo y el hierro abundan en los recursos de la tierra, y no hay problema de alimentación. Su voltaje de funcionamiento es moderado (3,2 V), su capacidad por unidad de peso es grande (170 mAh / g), alta potencia de descarga, carga rápida y ciclo de vida largo, alta estabilidad en entornos de alta temperatura y alto calor.

Ventajas de la batería de fosfato de hierro y litio

En comparación con las baterías de óxido de cobalto de litio y manganato de litio más comunes actualmente en el mercado, las baterías de fosfato de hierro y litio tienen al menos cinco ventajas: mayor seguridad, mayor vida útil y ausencia de metales pesados y metales raros (materias primas), bajo costo, rápido carga y amplio rango de temperatura de funcionamiento.

batería de fosfato de hierro y litio

El fosfato de hierro y litio tiene algunos defectos de rendimiento, como baja densidad de derivación y densidad de compactación, lo que resulta en una menor densidad energética de la batería de iones de litio; mayor costo de preparación del material y costo de fabricación de la batería, menor rendimiento de la batería y poca consistencia; mala consistencia del producto; cuestiones de propiedad intelectual.

Análisis y comparación de baterías de titanato de litio y fosfato de hierro y litio

En el campo de los vehículos eléctricos puros, las baterías son en su mayoría fosfato de hierro y litio o litio ternario. Recientemente, la principal competitividad del automóvil de pasajeros de Gree que Gree quiere adquirir es una batería de titanato de litio con un enfoque diferente.

Los fabricantes de automóviles nacionales utilizan más baterías de litio ternarias y baterías de fosfato de hierro y litio. El titanato de litio aún no se ha ampliado. Y el precio de la batería de titanato de litio es alto (alto costo de producción, altos requisitos de control de humedad), alrededor de 9 yuanes por vatio hora, y la diferencia entre la batería de fosfato de hierro y litio y la batería ternaria de litio de 2 yuanes por vatio hora también es muy grande.

¿Es la batería de titanato de litio superior al fosfato de hierro y litio? Esto comienza con el rendimiento de las dos baterías. Es bien sabido que el rendimiento de las baterías de litio está determinado principalmente por el electrodo positivo, el electrodo negativo, el electrolito y el separador. Los materiales positivos y negativos tienen una influencia importante en los parámetros clave de la batería, como la capacidad, la densidad de energía, el ciclo de vida, la seguridad, la tasa de rendimiento y el costo.

La batería de titanato de litio rompe la ruta tradicional de la tecnología de la batería con el grafeno como electrodo negativo y utiliza titanato de litio como material del electrodo negativo, lo que la hace heterogénea a los ojos de sus pares. Pero son las características del propio titanato de litio las que hacen que la batería de este material tenga características notables.

Análisis comparativo de batería de titanato de litio y fosfato de hierro y litio

Tomando como ejemplos las baterías de litio-hierro fosfato-grafeno y las baterías ternarias de titanato de litio, las baterías de titanato de litio son inferiores en términos de densidad de energía por sí solas. Según el Informe de investigación de Northeast Securities, la energía específica real de la batería de fosfato de hierro y litio es de 100-120Wh / kg, de la cual la batería ternaria de níquel-cobalto-aluminio utilizada por Tesla es de 252Wh / kg, mientras que la batería de titanato de litio plateado es de solo 90 Wh / kg, solo la mitad de algunos materiales de ánodo de grafito.

Desde el punto de vista del costo, la batería de titanato de litio no tiene ninguna ventaja. En la actualidad, las materias primas de la batería de titanato de litio de Yinlong incluyen hidróxido de titanio e hidróxido de litio, que son más caros que los materiales del ánodo de grafito. Según los resultados de la encuesta de China Battery Network, el costo actual de las baterías ternarias y de fosfato de hierro y litio es de 1100-1200 Yuan / KWH, mientras que el costo de las baterías de titanato de litio es aproximadamente 2-3 veces mayor que el de las baterías ternarias.

La densidad de energía se duplica y el costo es 2-3 veces mayor. ¿Cómo participa la batería de titanato de litio en la competencia del mercado? Obviamente, es su propia ventaja única la que ha tocado a algunas personas en la industria.

La seguridad de la batería de titanato de litio es sobresaliente

Cuando se utiliza titanato de litio como material de electrodo negativo, la plataforma de potencial es tan alta como 1,55 V, que es más de 1 V más alta que el material de electrodo negativo de grafito convencional. Aunque se pierde algo de densidad de energía, significa que la batería es más segura. Lu Lu, un experto técnico, dijo una vez que la batería debe estar baja cuando se carga rápidamente. Sin embargo, si es demasiado bajo, la batería de litio precipitará fácilmente litio metálico muy activo. Este ion de litio no solo es conductor, sino que también reacciona con el electrolito. Libera calor, produce gases inflamables y provoca un incendio. El titanato de litio evita la precipitación de iones de litio porque el alto voltaje de 1V evita el voltaje negativo de 0, garantizando así la seguridad de la batería.

Dado que la batería de titanato de litio se puede utilizar de forma segura en entornos de alta y baja temperatura, también muestra sus importantes ventajas de una amplia resistencia a la temperatura (especialmente la resistencia a bajas temperaturas). En la actualidad, el rango de temperatura de trabajo seguro de la batería de titanato de litio Yinlong está entre -50 grados y 65 grados, mientras que la batería ordinaria de electrodo negativo basada en grafito comienza a atenuarse cuando la temperatura es inferior a -20 grados, y la capacidad de carga es solo -30 grados. El 14% de la capacidad de carga total no funciona correctamente en climas fríos.

Análisis comparativo de batería de titanato de litio y fosfato de hierro y litio

Además, dado que la batería de titanato de litio tiene un cambio de volumen de solo el 1% incluso si está sobrecargada, se denomina material de deformación cero, lo que hace que tenga una vida útil extremadamente larga. Yincang Wei, presidente de Yinlong, dijo una vez que la vida útil de la batería de titanato de litio de Yinlong puede alcanzar los 30 años, lo que equivale a la vida útil del automóvil, mientras que la vida media de la batería de material de ánodo de grafito ordinario es de solo 3-4 años. Las baterías de titanato de litio son menos costosas desde la perspectiva del ciclo de vida.

La última ventaja del titanato de litio es su capacidad de carga y descarga rápida y su alta tasa de carga. En la actualidad, la velocidad de carga de la batería de titanato de litio Yinlong es de 10 ° C o incluso de 20 ° C, mientras que el aumento de carga de la batería del material de ánodo de grafito ordinario es de solo 2 ° C-4 ° C.

Con base en estas características técnicas de las baterías de titanato de litio, la industria cree que satisface las necesidades de los autobuses de nueva energía y los equipos de almacenamiento de energía a gran escala. En el caso de un autobús, el kilometraje medio no supera los 40 kilómetros. Cada terminal tarda al menos unos minutos en esperar la próxima salida. En este momento, la desventaja de la baja densidad de energía de la batería de titanato de litio no afecta el uso del automóvil de pasajeros, pero refleja los beneficios de la carga rápida de la batería. Como transporte público, los autobuses imponen mayores exigencias a la seguridad y durabilidad de las baterías.

Seis autobuses de nueva energía equipados con baterías de titanato de litio ingresaron a los “Modelos recomendados para la promoción y aplicación de vehículos de nuevas energías” del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información (cuarto lote en 2017), lo que significa el reconocimiento oficial de la madurez de esta tecnología de baterías. Con los subsidios tardíos vigentes, el precio de los autobuses eléctricos de titanato de litio también disminuirá y se espera que continúe impulsando las ventas en el futuro. Frente al enorme mercado de autobuses de nueva energía, las empresas de titanato de litio comenzaron a expandir la producción.

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