लिथियम आयरन फास्फेट बैटरी का संक्षिप्त परिचय

1. की परिभाषालिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी एक लिथियम आयन बैटरी को संदर्भित करता है जो लिथियम आयरन फॉस्फेट का उपयोग सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में करता है।

लिथियम आयन बैटरी के लिए कई प्रकार के कैथोड सामग्री हैं, मुख्य रूप से लिथियम कोबाल्ट, लिथियम मैंगनीट, लिथियम निकल, टर्नरी सामग्री, लिथियम आयरन फॉस्फेट, आदि। उनमें से, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड वर्तमान में विशाल बहुमत के लिए कैथोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। लिथियम आयन बैटरी, जबकि अन्य कैथोड सामग्री वर्तमान में विभिन्न कारणों से बाजार में बड़े पैमाने पर उत्पादित नहीं होती हैं। लिथियम आयरन फॉस्फेट भी लिथियम आयन बैटरी में से एक है। सामग्री के सिद्धांत से, लिथियम आयरन फॉस्फेट भी एक अंतर्ग्रहण / निर्बाध प्रक्रिया है। यह सिद्धांत बिल्कुल लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड और लिथियम मैंगनीट के समान है।

लिथियम आयरन फॉस्फेट सुरक्षा, चक्र जीवन लाभ, और सामग्री की लागत के कारण लिथियम आयन पावर बैटरी बाजार में धीरे-धीरे प्रवेश कर रहा है।

2. लिथियम आयरन फॉस्फेट कैथोड सामग्री

1997 में, AKPadhi ने पहली बार सूचना दी कि लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) में लिथियम का विखंडन करने का कार्य है। इस सामग्री में एक ओलिविन-प्रकार फॉस्फेट-आधारित लिथियम इंटरक्लेरेशन सामग्री है, LiMPO4 (M: Mn, Fe, Co, Ni), और लिथियम आयन बैटरी के लिए एक बहुत ही आशाजनक कैथोड सामग्री बन गई है। लिथियम आयन बैटरी के लिए एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में लिथियम आयरन फॉस्फेट में अच्छा विद्युत रासायनिक प्रदर्शन होता है, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्लेटफॉर्म बहुत स्थिर होता है, और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान संरचना स्थिर होती है। इसी समय, सामग्री गैर विषैले, गैर-प्रदूषणकारी है, जिसमें अच्छा सुरक्षा प्रदर्शन है, उच्च तापमान वाले वातावरण में इस्तेमाल किया जा सकता है, और इसमें कच्चे माल के स्रोतों की एक विस्तृत श्रृंखला है। यह वर्तमान में विकास और अनुसंधान के लिए बैटरी उद्योग में एक गर्म स्थान है।

इस सामग्री में ऊपर की आकृति में क्रिस्टल संरचना दिखाई गई है।

ऑपरेटिंग वोल्टेज रेंज: 2.5 ~ 3.6V, मंच 3.3V के बारे में है, जो 3.7V लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड बैटरी से कम है।

सामग्री की खराब चालकता के कारण, लिथियम आयरन फॉस्फेट कणों में प्रवाहकीय कार्बन सामग्री या प्रवाहकीय धातु कणों को डोप करना आवश्यक है, या इलेक्ट्रॉनिक प्रवाहकीय कार्बन सामग्री के साथ लिथियम आयरन फॉस्फेट कणों की सतह को इलेक्ट्रॉनिक चालकता में सुधार करने के लिए कोट करना आवश्यक है। सामग्री; या धातु आयनों के साथ डोपिंग चालकता में सुधार करने के लिए। सामग्री का घनत्व कम है, और बैटरी की मात्रा विशिष्ट क्षमता कम है, केवल 180Wh / L (लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड 400Wh / L) से अधिक हो सकता है। छोटी बैटरी के क्षेत्र में, समान आकार की बैटरी मौजूदा बैटरी क्षमता के आधे से कम है।

3. लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी और इसके फायदे और नुकसान

लिथियम आयरन फॉस्फेट के लाभ:

1. सुरक्षा। वर्तमान में सभी सामग्रियों में लिथियम आयरन फॉस्फेट का सुरक्षा प्रदर्शन सबसे अच्छा है। बेशक, इसमें अन्य फॉस्फेट के समान सुरक्षा प्रदर्शन है। यदि आप बैटरी के रूप में लिथियम आयरन फॉस्फेट का उपयोग करते हैं, तो आपको विस्फोट की समस्या के बारे में चिंता नहीं करनी चाहिए।

2. उच्च स्थिरता। उच्च तापमान चार्जिंग, अच्छी क्षमता स्थिरता, अच्छा भंडारण प्रदर्शन आदि शामिल हैं, यह सबसे बड़ा लाभ है, और यह सभी ज्ञात सामग्रियों में सबसे अच्छा है।

3. पर्यावरण संरक्षण। पूरी उत्पादन प्रक्रिया स्वच्छ और गैर विषैले है। सभी कच्चे माल गैर विषैले होते हैं। कोबाल्ट के विपरीत एक विषाक्त पदार्थ है।

4. कीमत सस्ती है। फॉस्फेट सामग्री के रूप में फॉस्फोरिक एसिड स्रोत, लिथियम स्रोत और लोहे के स्रोत का उपयोग करता है, ये सामग्री बहुत सस्ती हैं, कोई रणनीतिक संसाधन और दुर्लभ संसाधन नहीं हैं।

लिथियम आयरन फॉस्फेट के नुकसान:

1. गरीब चालकता। यह मुद्दा इसका सबसे महत्वपूर्ण मुद्दा है। लिथियम आयरन फास्फेट का व्यापक रूप से इतनी देर से उपयोग नहीं होने का कारण एक बड़ी समस्या है। हालांकि, यह समस्या अब पूरी तरह से हल हो सकती है: यह सी या अन्य प्रवाहकीय एजेंटों को जोड़ना है। प्रयोगशाला की रिपोर्ट 160mAh / g या अधिक की विशिष्ट क्षमता तक पहुँच सकती है। हमारी कंपनी द्वारा उत्पादित लिथियम आयरन फॉस्फेट सामग्री को उत्पादन प्रक्रिया के दौरान एक प्रवाहकीय एजेंट के साथ जोड़ा गया है, और बैटरी बनाते समय इसे जोड़ने की आवश्यकता नहीं है। वास्तव में, सामग्री होनी चाहिए: LiFePO4 / C, ऐसी समग्र सामग्री।

2. नल का घनत्व कम है। आम तौर पर यह केवल 1.3-1.5 तक पहुंच सकता है, और कम नल घनत्व लिथियम आयरन फॉस्फेट का सबसे बड़ा नुकसान कहा जा सकता है। यह कमी यह निर्धारित करती है कि छोटी बैटरी जैसे मोबाइल फोन की बैटरी में इसका कोई लाभ नहीं है। भले ही इसकी कम लागत, अच्छा सुरक्षा प्रदर्शन, अच्छी स्थिरता और उच्च चक्र समय हो, यदि मात्रा बहुत बड़ी है, तो यह केवल कम मात्रा में लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड की जगह ले सकता है। पावर बैटरियों में यह कमी प्रमुख नहीं होगी। इसलिए, लिथियम आयरन फॉस्फेट का उपयोग मुख्य रूप से पावर बैटरी बनाने के लिए किया जाता है।

3. वर्तमान में, अनुसंधान और विकास में गहराई नहीं है। कैथोड सामग्री के रूप में लिथियम आयरन फॉस्फेट का वर्तमान औद्योगिकीकरण आशावादी नहीं है। क्योंकि यह पिछले दो वर्षों में विकसित किया गया है, विभिन्न क्षेत्रों में अनुसंधान जारी रखने की आवश्यकता है।

4. अन्य

पावर बैटरियों के क्षेत्र में, सुरक्षा समस्याओं और लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड की उच्च कीमतों के कारण, यह पावर बैटरियों के दरवाजे के बाहर मँडरा रहा है, और पावर बैटरियों के क्षेत्र में पूरी तरह से प्रवेश नहीं किया है। वर्तमान स्थिति यह है कि लिथियम कोबाल्ट और लिथियम मैंगनीट का उपयोग छोटे बैचों में किया जाता है। हालांकि, उनके अंतर्निहित दोषों के कारण, उन्हें बड़ी मात्रा में व्यावसायीकृत नहीं किया गया है। उत्पाद केवल छोटे बैचों के परीक्षण उत्पादन चरण में हैं। वर्तमान में, बड़े पैमाने पर व्यावसायीकरण अभी भी संचालन में कुछ दुर्गम कठिनाइयाँ हैं। पावर बैटरियों के क्षेत्र में, फॉस्फोरिक एसिड-आधारित पॉजिटिव इलेक्ट्रोड सामग्रियों में लंबे समय तक चक्र जीवन, उत्कृष्ट सुरक्षा प्रदर्शन, अच्छा उच्च तापमान प्रदर्शन, बेहद कम कीमत और कम तापमान प्रदर्शन और रेट डिस्चार्ज पहले से ही लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड के स्तर तक पहुंच सकते हैं। यह सबसे होनहार बिजली बैटरी सामग्री बन जाता है, यह अगले 5 वर्षों में निकल-कैडमियम बैटरी का मुख्य विकल्प बन सकता है, यह अगले 10 वर्षों में सीसा-एसिड बैटरी का एक मजबूत प्रतियोगी बन जाएगा, और इसे प्रतिस्थापित किया जा सकता है अगले 20 वर्षों में लीड-एसिड बैटरी मुख्य प्रारंभिक बिजली आपूर्ति, यूपीएस बिजली की आपूर्ति और बैकअप बिजली की आपूर्ति बन गई है, और द्वितीयक बैटरी का नेता बन गया है।

लिथियम आयरन फॉस्फेट की मुख्य समस्याएं कम क्षमता, उच्च विनिर्माण लागत, और बैटरी उत्पादन में कठिन प्रसंस्करण (लुगदी, ड्राइंग, रोलिंग और अन्य प्रक्रियाओं में विशेष उपचार की आवश्यकता होती है, कई कंपनियां इसे अच्छी तरह से संभाल नहीं सकती हैं) दर निर्वहन अस्थिर (एक विशिष्ट बैटरी प्रक्रिया की आवश्यकता होती है) समन्वय, जो प्रक्रिया से बहुत प्रभावित होता है) और विद्युत उपकरणों के उपयोग की वर्तमान प्रवृत्ति कॉम्पैक्ट विकास है, इसलिए उच्च मात्रा ऊर्जा घनत्व के लिए बैटरी की भी समान आवश्यकताएं हैं। क्षमता की दृष्टि से, लिथियम आयरन फॉस्फेट का कोई भविष्य नहीं है। कुछ बैटरी क्षेत्रों के फायदे हैं, जैसे कि पावर बैटरी।

लिथियम आयरन फॉस्फेट में कम घनत्व और एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है। बैटरी की उन्नत तकनीक को बदलना आवश्यक है, और बैटरी पोल के टुकड़े की सतह का घनत्व कम है, इसलिए उसी प्रकार की बैटरी की क्षमता कम है।

इलेक्ट्रोलाइट को एक उपयुक्त इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम को फिर से विकसित करने की भी आवश्यकता है, और मौजूदा परिपक्व इलेक्ट्रोलाइट के साथ इसके प्रदर्शन को फैलाना मुश्किल है।

इसके अलावा, क्योंकि लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का ऑपरेटिंग वोल्टेज रेंज 2.5 से 3.6 वी है, और प्लेटफॉर्म लगभग 3.3 वी है, कोई बल्क प्रोटेक्शन सर्किट और चार्जर नहीं है, मौजूदा इलेक्ट्रॉनिक लैस पर इसकी विशेषताओं को समझना मुश्किल हैप्रवेश, और एक पूरी जरूरत उद्योग एकीकरण है।