Поређење перформанси НЦМ ЛФП и ЛФМП

1. Шта је литијум гвожђе манган фосфат?

Литијум гвожђе манган фосфат је нови катодни материјал формиран допирањем литијум гвожђе фосфата одређеном количином елемента мангана. Пошто су јонски радијуси и нека хемијска својства мангана и гвожђа сличних, литијум гвожђе манган фосфат и литијум гвожђе фосфат су сличне структуре, и оба имају структуру оливина. Из перспективе густине енергије, литијум гвожђе манган фосфат је супериорнији од литијум гвожђе фосфата, тако да се сматра „надограђеном верзијом литијум гвожђе фосфата“.

Литијум гвожђе манган фосфат може да пробије уско грло густине енергије литијум гвожђе фосфата. Тренутно се максимална густина енергије литијум гвожђе фосфата стабилизовала на око 161~164Вх/кг. Као материјал на бази фосфата са већом густином енергије, примена литијум гвожђе манган фосфата може помоћи да се пробије уско грло густине енергије литијум гвожђе фосфата, чиме се отварају могућности индустријализације.

Литијум гвожђе манган фосфат има предности у густини енергије, сигурности, перформансама на ниским температурама и цени.

2. Поређење перформанси НЦМ, ЛФП и ЛФМП

Табела за поређење перформанси

Густина енергије: НЦМ (високи никл) > ЛМФП > ЛФП

Елемент мангана има предност високог напона. Литијум гвожђе манган фосфат је допиран манганом на бази литијум гвожђе фосфата за повећање напонске платформе са 3,4В на 4,1В. Висок напон доноси велику густину енергије. Густина енергије ЛМФП-а је 15%~20% већа од оне код ЛФП-а. Густина енергије ЛМФП може достићи ниво НЦМ 523 или чак НЦМ 622, што има значајне предности у односу на ЛФП.

Сигурност: ЛФП ≈ ЛМФП > НЦМ

ЛМФП кристал има хексагоналну збијену структуру. Највећа предност ове структуре је њена добра стабилност. Чак и ако се сви литијум јони одвоје током пуњења, неће бити проблема структуралног колапса. Истовремено, П атоми у материјалу формирају ПО4 тетраедре кроз јаке ковалентне везе ПО, а атомима О је тешко да побегну из структуре, тако да материјал има веома високу сигурност и стабилност.

Перформансе на ниским температурама: НЦМ > ЛМФП > ЛФП

Нано-ЛФП има стопу задржавања капацитета од око 67% на -20 степену, док ЛМФП може да одржи капацитет од 71%. Када се помеша са НЦМ материјалима са масеним односом од 15%, стопа задржавања може да достигне 74%.

Трошкови производње: НЦМ > ЛФП Већи или једнаки ЛМФП

Са материјалне стране, свет је богат резервама руде мангана, а трошкови ЛМФП и ЛФП су скоро исти. Трошкови производње ЛМФП-а су око 10% скупљи од ЛФП-а, али се густина енергије ЛМФП-а може повећати за 15%. Кроз накнадну надоградњу технологије и сировина, производни трошкови ће у будућности бити најмање 10% нижи од ЛФП-а.

Поређење проводних својстава НЦМ, ЛФП и ЛФМП

3. Које је највеће уско грло литијум гвожђе манган фосфата?

Литијум гвожђе манган фосфат има недостатке у перформансама брзине, перформансама циклуса, итд., Што омета напредак индустријализације. Проводљивост и брзина дифузије литијум јона су ниске, а перформансе брзине су релативно ниске.

Кристална структура: Иако је хексагонална збијена структура литијум гвожђе манган фосфата сигурна и стабилна, у материјалу не постоји континуирана ФеО6 (МнО6) заједничка октаедрска мрежа, већ је повезана преко ПО4 тетраедра. Због тога не може формирати континуирану Цо-О-Цо структуру попут материјала литијум кобалт оксида. Материјал има слабу проводљивост и лоше перформансе пражњења при високој струји. Штавише, ови полиедри формирају међусобно повезану тродимензионалну структуру, ограничавајући кретање литијум јона у једнодимензионалним каналима.

Метална својства: Елемент мангана има релативно слабу проводљивост. Прелазни енергетски јаз електрона у литијум гвожђе манган фосфату је чак 2еВ (прелазни енергетски јаз литијум гвожђе фосфата је 0.3еВ), што има недостатке ниске проводљивости и покретљивости јона.