Bateria de fosfato de ferro lítio refere-se a uma bateria de iões de lítio utilizando fosfato de ferro de lítio como material de eléctrodo positivo. Os materiais catódicos das baterias de íon-lítio incluem principalmente óxido de cobalto de lítio, manganato de lítio, óxido de níquel-lítio, materiais ternários, fosfato de ferro-lítio, etc.
O eletrodo positivo da bateria de íon de lítio é material de fosfato de ferro de lítio, que tem grandes vantagens em desempenho de segurança e vida útil, que também são um dos indicadores técnicos mais importantes da bateria de energia. A vida útil do ciclo de carga e descarga 1C pode ser alcançada 2000 vezes, a perfuração não explode e não é fácil queimar e explodir quando sobrecarregado. O material de cátodo de fosfato de ferro e lítio torna as baterias de íons de lítio de grande capacidade mais fáceis de usar em série.
Bateria de fosfato de ferro de lítio refere-se a uma bateria de íon de lítio usando fosfato de ferro de lítio como um material de eletrodo positivo. Os materiais catódicos das baterias de íon-lítio incluem principalmente óxido de lítio-cobalto, manganato de lítio, óxido de lítio-níquel, materiais ternários, fosfato de ferro-lítio, etc. . Em termos de princípio de material, o fosfato de ferro de lítio também é um processo de intercalação e desintercalação, que é exatamente o mesmo que o cobalto de lítio e o manganato de lítio.
A bateria de fosfato de ferro de lítio é uma bateria secundária de íon de lítio, um dos principais usos é para baterias de energia, que tem grandes vantagens sobre as baterias NI-MH e Ni-Cd.
A eficiência de carga e descarga das baterias de fosfato de ferro e lítio é alta, e a eficiência de carga e descarga pode chegar a mais de 90% sob a taxa de descarga, enquanto a bateria de chumbo-ácido é de cerca de 80%.
9 vantagens da bateria de fosfato de ferro de lítio
Melhoria do desempenho de segurança
A ligação PO no cristal de fosfato de ferro e lítio é estável e difícil de decompor. Mesmo em alta temperatura ou sobrecarga, ele não entrará em colapso e gerará calor como o óxido de cobalto de lítio ou formará substâncias oxidantes fortes, por isso tem boa segurança. Um relatório apontou que, na operação real, um pequeno número de amostras estava queimando nos experimentos de acupuntura ou curto-circuito, mas nenhuma explosão ocorreu. No experimento de sobrecarga, foi usado um carregamento de alta tensão muitas vezes maior que a tensão de auto-descarga, e verificou-se que ainda havia fenômeno de explosão. Mesmo assim, sua segurança de sobrecarga foi muito melhorada em comparação com as baterias comuns de óxido de cobalto de lítio com eletrólito líquido.
Melhoria da vida útil
Bateria de fosfato de ferro de lítio refere-se a uma bateria de íon de lítio que usa fosfato de ferro de lítio como material de eletrodo positivo.
A vida útil das baterias de chumbo-ácido de longa duração é de cerca de 300 vezes e o máximo é de 500 vezes, enquanto a vida útil das baterias de fosfato de ferro de lítio pode chegar a mais de 2,000 vezes e o carregamento padrão (taxa de 5 horas) uso pode chegar a 2,000 vezes. A bateria de chumbo-ácido da mesma qualidade é “novo meio ano, meio ano antigo e manutenção e manutenção por meio ano”, que é de 1 a 1.5 anos no máximo, enquanto a vida teórica da bateria de fosfato de ferro e lítio chegará a 7 a 8 anos quando usado nas mesmas condições. Consideração abrangente, a relação desempenho-preço é teoricamente mais de 4 vezes maior do que as baterias de chumbo-ácido. A descarga de alta corrente pode carregar e descarregar rapidamente 2C de alta corrente, sob o carregador especial, a bateria pode ser totalmente carregada dentro de 40 minutos de carregamento de 1.5C, e a corrente de partida pode chegar a 2C, mas as baterias de chumbo-ácido não têm isso atuação.
Bom desempenho de alta temperatura
O pico de aquecimento elétrico da bateria de fosfato de ferro e lítio pode atingir 350 ℃-500 ℃, enquanto o manganato de lítio e o cobalto de lítio são apenas cerca de 200 ℃. A faixa de temperatura de trabalho é ampla (-20C–+75C), e o pico de aquecimento elétrico do fosfato de ferro de lítio com resistência a altas temperaturas pode atingir 350℃-500℃, enquanto o manganato de lítio e o cobalto de lítio são apenas cerca de 200℃.
Grande capacidade
Tem uma capacidade maior do que as baterias comuns (ácido de chumbo, etc.). A capacidade do monômero é 5AH-1000AH.
Sem efeito de memória
As baterias recarregáveis geralmente funcionam sob a condição de serem totalmente carregadas e a capacidade cairá rapidamente abaixo da capacidade nominal. Esse fenômeno é chamado de efeito memória. Assim como as baterias de níquel-hidreto metálico e níquel-cádmio, há memória, mas as baterias de fosfato de ferro e lítio não apresentam esse fenômeno. Não importa em que estado a bateria esteja, ela pode ser usada a qualquer momento sem ter que descarregá-la antes de carregar.
Leveza:
O volume da bateria de fosfato de ferro e lítio com a mesma especificação e capacidade é 2/3 do volume da bateria de chumbo-ácido e o peso é 1/3 da bateria de chumbo-ácido.
Ecologicamente correto
A bateria é geralmente considerada livre de metais pesados e metais raros (baterias de hidreto de metal níquel requerem metais raros), não tóxica (certificação SGS), não poluente, de acordo com os regulamentos europeus RoHS e uma bateria absolutamente verde certificado. Portanto, a razão pela qual a bateria de lítio é preferida pela indústria deve-se principalmente a considerações de proteção ambiental. Portanto, a bateria foi incluída no plano nacional de desenvolvimento de alta tecnologia “863” durante o período do “Décimo Plano Quinquenal” e tornou-se um projeto-chave apoiado e incentivado pelo estado. Com a entrada da China na OMC, o volume de exportação de bicicletas elétricas da China aumentará rapidamente, e as bicicletas elétricas que entram na Europa e nos Estados Unidos precisam ser equipadas com baterias não poluentes.
No entanto, alguns especialistas disseram que a poluição ambiental causada por baterias de chumbo-ácido ocorre principalmente no processo de produção não padronizado e no processo de reciclagem das empresas. Da mesma forma, as baterias de lítio pertencem à nova indústria de energia, mas não podem evitar o problema da poluição por metais pesados. Chumbo, arsênico, cádmio, mercúrio, cromo, etc. no processamento de materiais metálicos podem ser liberados em pó e água. A própria bateria é uma substância química, portanto pode causar dois tipos de poluição: uma é a poluição dos resíduos do processo no projeto de produção; o outro é a poluição da bateria após a demolição.
As baterias de fosfato de ferro de lítio também têm suas deficiências: por exemplo, o desempenho em baixa temperatura é ruim, a densidade de derivação de materiais de eletrodo positivo é baixa e o volume de baterias de fosfato de ferro de lítio de capacidade igual é maior que o de baterias de íon de lítio, como lítio óxido de cobalto, por isso não tem vantagens em micro baterias. Quando usadas em baterias de energia, as baterias de fosfato de ferro e lítio, como outras baterias, precisam enfrentar o problema de consistência da bateria.
Comparação de baterias de energia
Atualmente, os materiais de cátodo mais promissores para baterias de íon-lítio de energia são principalmente manganato de lítio modificado (LiMn2O4), fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) e manganato de níquel-cobalto-lítio (Li(Ni,Co,Mn)O2). O material ternário de manganato de lítio e níquel-cobalto é geralmente considerado difícil de se tornar o mainstream das baterias de íons de lítio do tipo potência para veículos elétricos devido à falta de recursos de cobalto, alta formação de níquel e cobalto e grandes flutuações de preço, mas pode ser combinado com espinélio ácido manganico. O lítio é usado em combinação dentro de um determinado intervalo.
Aplicação da indústria
A folha de alumínio revestida com carbono traz inovação tecnológica e aprimoramento industrial para a indústria de baterias de lítio; melhora o desempenho de produtos de bateria de lítio e melhora a taxa de descarga.
Com os crescentes requisitos dos fabricantes de baterias nacionais para o desempenho da bateria, os novos materiais de bateria de energia são geralmente reconhecidos na China: materiais condutores, folha de alumínio revestida condutora e folha de cobre.
Suas vantagens são: ao processar materiais de bateria, geralmente tem um bom desempenho de carga e descarga de alta taxa e grande capacidade específica, mas tem baixa estabilidade de ciclo e atenuação séria, e precisa fazer uma escolha.
É um revestimento mágico que traz melhorias de desempenho da bateria para uma nova era.
O revestimento condutor é composto de partículas revestidas de grafite nanocondutoras dispersas e semelhantes. Proporciona excelente condutividade estática e é uma camada protetora de absorção de energia. Ele também fornece uma boa proteção de cobertura. Os revestimentos são à base de água e solvente e podem ser aplicados em placas bipolares de alumínio, cobre, aço inoxidável, alumínio e titânio.
O revestimento de carbono traz as seguintes melhorias no desempenho das baterias de lítio:
Reduza a resistência interna da bateria e suprima o aumento da resistência interna dinâmica durante o ciclo de carga-descarga;
Melhore significativamente a consistência da bateria e reduza o custo da bateria;
Melhora a adesão entre o material ativo e o coletor de corrente, e reduz o custo de fabricação da peça polar;
Reduza a polarização, melhore o desempenho da taxa e reduza os efeitos térmicos;
Prevenir a corrosão do coletor de corrente pelo eletrólito;
Fator abrangente para prolongar a vida útil da bateria;
Espessura do revestimento: espessura unilateral convencional 1 ~ 3μm.
Nos últimos anos, o Japão e a Coréia do Sul desenvolveram principalmente baterias de íon-lítio de energia com manganato de lítio modificado e materiais ternários de manganato de lítio-cobalto de níquel como materiais de cátodo, como Panasonic EV Energy, uma joint venture estabelecida pela Toyota e Panasonic, Hitachi, Sony , Novo Kobe Electric, NEC, Sanyo Electric, Samsung e LG, etc.
Os Estados Unidos desenvolvem principalmente baterias de íon de lítio do tipo potência com fosfato de ferro de lítio como material de eletrodo positivo, como A123 Systems Company e Valence Company, mas os principais fabricantes de automóveis americanos escolhem o sistema de material de eletrodo positivo à base de manganês. baterias em seus PHEVs e EVs. E diz-se que a empresa americana A123 está considerando entrar no campo de materiais de manganato de lítio, enquanto a Alemanha e outros países europeus adotam principalmente a forma de cooperação com empresas de baterias de outros países para desenvolver veículos elétricos, como a Daimler Benz e a francesa Saft Aliança, Alemanha Volkswagen e cooperação do Acordo Sanyo do Japão Aguarde. Atualmente, a Volkswagen na Alemanha e a Renault na França também estão desenvolvendo e produzindo baterias de íons de lítio com o apoio de seus governos.
Desvantagens das baterias de fosfato de ferro de lítio
Se um material tem potencial de desenvolvimento de aplicações, além de focar em suas vantagens, é mais crítico se o material tem defeitos fundamentais.
Internamente, o fosfato de ferro-lítio é geralmente escolhido como material de eletrodo positivo para baterias de íon-lítio. Analistas de mercado do governo, instituições de pesquisa científica, empresas e até empresas de valores mobiliários estão otimistas sobre este material e o consideram como a direção do desenvolvimento de baterias de íon-lítio.
Existem duas razões principais para analisar as razões: primeiro, devido à influência da direção de pesquisa e desenvolvimento dos Estados Unidos, as empresas americanas Valence e A123 foram as primeiras a usar fosfato de ferro-lítio como material de eletrodo positivo para íons de lítio baterias. Em segundo lugar, não há material de manganato de lítio com bom ciclo de alta temperatura e desempenho de armazenamento que possa ser usado em baterias de íons de lítio na China. No entanto, o fosfato de ferro-lítio também possui defeitos fundamentais que não podem ser ignorados, que podem ser resumidos da seguinte forma:
- Durante o processo de sinterização durante a preparação de fosfato de ferro de lítio, o óxido de ferro pode ser reduzido a ferro elementar em uma atmosfera redutora de alta temperatura. O ferro elementar pode causar micro-curto-circuito na bateria e é a substância mais tabu na bateria. Esta é também a principal razão pela qual o Japão não usou este material como material de eletrodo positivo para baterias de íon-lítio;
- O fosfato de ferro-lítio tem alguns defeitos de desempenho, como baixa densidade de tap e densidade de compactação, resultando em baixa densidade de energia das baterias de íons de lítio. O desempenho em baixa temperatura é ruim, e mesmo a nanoencapsulação e o revestimento de carbono não resolveram esse problema. Quando o Dr. Don Hillebrand, diretor do Centro de Sistema de Armazenamento de Energia do Laboratório Nacional de Argonne, nos Estados Unidos, falou sobre o desempenho em baixas temperaturas das baterias de fosfato de ferro e lítio, ele o descreveu como terrível. O veículo elétrico não pode ser conduzido em baixa temperatura (abaixo de 0°C). Embora alguns fabricantes afirmem que a taxa de retenção de capacidade das baterias de fosfato de ferro e lítio não é ruim em baixa temperatura, é no caso de pequena corrente de descarga e baixa tensão de corte de descarga. Nesta condição, o dispositivo não pode começar a funcionar.
- O custo de preparação do material e o custo de fabricação da bateria são maiores, o rendimento da bateria é baixo e a consistência é ruim. Embora o revestimento em nanoescala e carbono do fosfato de ferro-lítio melhore o desempenho eletroquímico do material, ele também traz outros problemas, como a redução da densidade de energia, o aumento do custo de síntese, baixo desempenho no processamento do eletrodo e exigências ambientais severas. Embora os elementos químicos Li, Fe e P no fosfato de ferro de lítio sejam muito ricos e o custo seja baixo, o custo do produto de fosfato de ferro de lítio preparado não é baixo. Mesmo que os custos iniciais de pesquisa e desenvolvimento sejam removidos, o custo do processo do material é relativamente alto. O custo de preparação da bateria aumentará o custo de armazenamento de energia da unidade final.
- Baixa consistência do produto. Atualmente, não há fábrica de material de fosfato de ferro e lítio na China que possa resolver esse problema. Do ponto de vista da preparação do material, a reação de síntese do fosfato de ferro-lítio é uma reação heterogênea complexa, incluindo fosfato em fase sólida, óxido de ferro e sal de lítio, além de precursor de carbono e fase gasosa redutora. Neste processo de reação complexo, é difícil garantir a consistência da reação.
- Problemas de propriedade intelectual. O primeiro pedido de patente para o fosfato de ferro-lítio foi obtido pela FX MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE) em 25 de junho de 1993, e os resultados do pedido foram anunciados em 19 de agosto do mesmo ano. A patente básica do fosfato de ferro e lítio é de propriedade da Universidade do Texas, e a patente de revestimento de carbono é aplicada pelos canadenses. Estas duas patentes básicas não podem ser ignoradas. Se o royalty da patente estiver incluído no custo, o custo do produto será aumentado ainda mais.
Além disso, a julgar pela experiência em P&D e produção de baterias de íon-lítio, o Japão é o primeiro país a comercializar baterias de íon-lítio e vem ocupando o mercado de baterias de íon-lítio de ponta. Embora os Estados Unidos sejam líderes em algumas pesquisas básicas, até agora não há um fabricante de baterias de íon de lítio em larga escala. Portanto, é mais razoável para o Japão escolher o manganato de lítio como material de eletrodo positivo para baterias de íons de lítio. Mesmo nos Estados Unidos, o número de fabricantes que usam fosfato de ferro-lítio e manganato de lítio como materiais catódicos para baterias de íons de lítio é igualmente dividido, e o governo federal apoia a pesquisa e o desenvolvimento desses dois sistemas ao mesmo tempo.
Tendo em vista os problemas acima do fosfato de ferro de lítio, é difícil ser amplamente utilizado como um material de eletrodo positivo para alimentar baterias de íons de lítio em novos veículos de energia e outros campos. Se os problemas de ciclagem de alta temperatura e baixo desempenho de armazenamento do manganato de lítio puderem ser resolvidos, com suas vantagens de baixo custo e alto desempenho de taxa, a aplicação em baterias de íon-lítio terá grande potencial.
- Princípio de funcionamento e características O nome completo da bateria de fosfato de ferro de lítio é bateria de íon de lítio de fosfato de ferro de lítio, que é muito longa e é chamada de bateria de fosfato de ferro de lítio para abreviar. Como seu desempenho é particularmente adequado para aplicações de energia, a palavra “power” é adicionada ao nome, ou seja, bateria de energia de fosfato de ferro e lítio. Também é chamada de “bateria de energia de ferro de lítio (LiFe)”.
No mercado de comercialização de metais, o cobalto (Co) é o mais caro e não há muito armazenamento, o níquel (Ni) e o manganês (Mn) são mais baratos e o ferro (Fe) é o mais barato. Os preços dos materiais catódicos também estão em linha com os desses metais. Portanto, a bateria de íons de lítio feita de material catódico LiFePO4 deve ser a mais barata. Outra característica é que não polui o meio ambiente.
Como bateria recarregável, os requisitos são: alta capacidade, alta tensão de saída, bom desempenho do ciclo de carga e descarga, tensão de saída estável, carga e descarga de alta corrente, estabilidade eletroquímica, segurança no uso (não devido a sobrecarga, descarga excessiva e curto-circuito) Pode causar combustão ou explosão devido a operação inadequada), ampla faixa de temperatura de operação, não tóxica ou menos tóxica e sem poluição ao meio ambiente. A bateria de fosfato de ferro de lítio usando LiFePO4 como eletrodo positivo tem bons requisitos de desempenho, especialmente em termos de descarga de alta taxa de descarga (descarga de 5-10C), tensão de descarga estável, segurança (não queima, não explode), vida útil (tempos de ciclo) ) ), sem poluição para o meio ambiente, é o melhor e atualmente é a melhor bateria de potência de saída de alta corrente.
A estrutura e o princípio de funcionamento da bateria de fosfato de ferro de lítio
A junção interna da bateria LiFePO4 é LiFePO4 com uma estrutura de olivina como eletrodo positivo da bateria, que é conectada ao eletrodo positivo da bateria por uma folha de alumínio. , à direita está um eletrodo negativo da bateria composto de carbono (grafite), que é conectado ao eletrodo negativo da bateria por uma folha de cobre. Entre as extremidades superior e inferior da bateria está o eletrólito da bateria, e a bateria é hermeticamente selada por um invólucro de metal.
Quando as baterias LiFePO4 são carregadas, os íons de lítio Li+ no eletrodo positivo migram para o eletrodo negativo através do separador de polímero; durante o processo de descarga, os íons de lítio Li+ no eletrodo negativo migram para o eletrodo positivo através do separador. As baterias de íon de lítio são nomeadas após os íons de lítio migrarem para frente e para trás durante o carregamento e descarregamento.
Desempenho principal
A tensão nominal da bateria LiFePO4 é 3.2 V, a tensão final de carga é 3.6 V e a tensão final de descarga é 2.0 V. Devido à diferente qualidade e processo de materiais de eletrodos positivos e negativos e materiais eletrolíticos usados por vários fabricantes, haverá algumas diferenças em seu desempenho. Por exemplo, a capacidade da bateria do mesmo tipo (bateria padrão no mesmo pacote) é bastante diferente (10% a 20%).
Deve-se notar aqui que as baterias de energia de fosfato de ferro e lítio produzidas por diferentes fábricas terão algumas diferenças em vários parâmetros de desempenho; além disso, alguns desempenhos da bateria não estão incluídos, como resistência interna da bateria, taxa de autodescarga, temperatura de carga e descarga, etc.
A capacidade das baterias de fosfato de ferro e lítio é bastante diferente e pode ser dividida em três categorias: pequenos décimos a alguns miliampères horas, dezenas médias de miliampères horas e grandes centenas de miliampères horas. Existem também algumas diferenças nos mesmos parâmetros de diferentes tipos de baterias. Atualmente, a bateria de alimentação de fosfato de ferro de lítio padrão pequena amplamente utilizada tem um tamanho de perfil de parâmetro de 18 mm de diâmetro e 650 mm de altura (modelo 18650).
Sobrecarga para teste de tensão zero
A bateria de alimentação de fosfato de ferro e lítio STL18650 (1100mAh) foi usada para o teste de descarga para tensão zero. Condições de teste: A bateria STL1100 de 18650mAh é totalmente carregada com uma taxa de carga de 0.5C e, em seguida, descarregada para uma tensão de bateria de 0C com uma taxa de descarga de 1.0C. Em seguida, divida as baterias colocadas em 0V em dois grupos: um grupo é armazenado por 7 dias e o outro grupo é armazenado por 30 dias; após a expiração do armazenamento, ele é totalmente carregado com uma taxa de carregamento de 0.5C e, em seguida, descarregado com 1.0C. Finalmente, as diferenças entre os dois períodos de armazenamento de tensão zero são comparadas.
O resultado do teste é que após 7 dias de armazenamento de tensão zero, a bateria não apresenta vazamento, bom desempenho e a capacidade é de 100%; após 30 dias de armazenamento, não há vazamento, bom desempenho e a capacidade é de 98%; após 30 dias de armazenamento, a bateria é submetida a 3 ciclos de carga-descarga, A capacidade volta a 100%.
Este teste mostra que, mesmo que a bateria esteja descarregada demais (até 0V) e armazenada por um determinado período de tempo, a bateria não vazará ou será danificada. Esse é um recurso que outros tipos de baterias de íons de lítio não possuem.
Características da bateria de fosfato de ferro de lítio
Através da introdução acima, a bateria LiFePO4 pode ser resumida como as seguintes características.
Saída de alta eficiência: a descarga padrão é 2~5C, a descarga contínua de alta corrente pode chegar a 10C e a descarga instantânea de pulso (10S) pode chegar a 20C;
Bom desempenho em alta temperatura: quando a temperatura externa é de 65 °C, a temperatura interna é tão alta quanto 95 °C e a temperatura no final da descarga da bateria pode chegar a 160 °C, a estrutura da bateria está segura e intacta ;
Mesmo que a bateria esteja danificada interna ou externamente, a bateria não queima, não explode e tem a melhor segurança; excelente ciclo de vida, após 500 ciclos, sua capacidade de descarga ainda é superior a 95%;
Nenhum dano mesmo de descarga excessiva a zero volts; carregamento rápido; baixo custo; nenhuma poluição ao meio ambiente.
Aplicação de bateria de alimentação de fosfato de ferro de lítio
Como as baterias de energia de fosfato de ferro e lítio têm as características acima e produzem baterias de várias capacidades, elas logo são amplamente utilizadas. Suas principais áreas de aplicação são:
Veículos elétricos de grande porte: ônibus, veículos elétricos, veículos de turismo e veículos híbridos, etc.;
Veículos elétricos leves: bicicletas elétricas, carrinhos de golfe, pequenos veículos a bateria de tela plana, empilhadeiras, veículos de limpeza, cadeiras de rodas elétricas, etc.;
Ferramentas elétricas: furadeiras elétricas, motosserras, cortadores de grama, etc.;
Carros de controle remoto, barcos, aviões e outros brinquedos;
Equipamentos de armazenamento de energia para geração de energia solar e eólica;
UPS e luzes de emergência, luzes de advertência e luzes do mineiro (a melhor segurança);
Substitua a bateria primária de lítio de 3V e a bateria recarregável de níquel-cádmio ou níquel-hidreto metálico de 9V na câmera (do mesmo tamanho);
Pequenos equipamentos médicos e equipamentos portáteis, etc.
Aqui está um exemplo de aplicação de substituição de baterias de chumbo-ácido por baterias de energia de fosfato de ferro e lítio. Usando bateria de chumbo-ácido de 36V/10Ah (360Wh), seu peso é de 12kg, pode viajar cerca de 50km com uma única carga, o número de tempos de carregamento é de cerca de 100 vezes e o tempo de uso é de cerca de 1 ano. Se for usada a bateria de alimentação de fosfato de ferro e lítio, a mesma energia de 360Wh (composta por 12 baterias de 10Ah em série) é usada e seu peso é de cerca de 4kg. Ele pode viajar cerca de 80 km uma vez carregado, o número de tempos de carregamento pode chegar a 1000 vezes e a vida útil pode chegar a 3 a 5 anos. Embora o preço da bateria de energia de fosfato de ferro de lítio seja muito maior do que o da bateria de chumbo-ácido, o efeito econômico geral é melhor usar a bateria de energia de fosfato de ferro de lítio e é mais leve em uso.
O desempenho das baterias de energia de íons de lítio depende principalmente dos materiais dos eletrodos positivos e negativos. O fosfato de ferro-lítio como material de bateria de lítio só apareceu nos últimos anos. As baterias de fosfato de ferro e lítio de grande capacidade foram desenvolvidas em julho de 2005. Seu desempenho de segurança e vida útil são inigualáveis por outros materiais, e esses são os indicadores técnicos mais importantes das baterias de energia. 1C carga e vida útil do ciclo de descarga até 2000 vezes. A tensão de sobrecarga da bateria de célula única 30V não queimará, a perfuração não explodirá. O material de cátodo de fosfato de ferro e lítio torna as baterias de íons de lítio de grande capacidade mais fáceis de usar em série. A fim de atender às necessidades de carga e descarga frequente de veículos elétricos. Tem as vantagens de não-toxicidade, não poluente, bom desempenho de segurança, ampla fonte de matérias-primas, baixo preço, longa vida, etc. É um material catódico ideal para uma nova geração de baterias de íon-lítio.
Este projeto pertence ao desenvolvimento de materiais energéticos funcionais em projetos de alta tecnologia, e é a principal área de suporte do plano nacional “863”, plano “973” e plano de desenvolvimento da indústria de alta tecnologia “Décimo Primeiro Quinquenal” .
O eletrodo positivo da bateria de íon de lítio é material de fosfato de ferro de lítio, que tem grandes vantagens em desempenho de segurança e vida útil, que também são um dos indicadores técnicos mais importantes da bateria de energia. A vida útil do ciclo de carga e descarga 1C pode ser alcançada 2000 vezes, a perfuração não explode e não é fácil queimar e explodir quando sobrecarregado. O material de cátodo de fosfato de ferro e lítio torna as baterias de íons de lítio de grande capacidade mais fáceis de usar em série.
Recentemente, tem havido relatos contínuos sobre o progresso de novas baterias que devem substituir as tradicionais baterias de lítio, dando-nos esperança de que telefones celulares e tablets terão maior duração da bateria, mas infelizmente a maioria deles permanece em estágio de pesquisa em laboratório. O uso comercial em larga escala é difícil de dizer.
No white paper sobre a tecnologia de bateria de fosfato de ferro de lítio publicado pela Deboch TEC.GmbH, após o uso de nanomateriais compostos, a densidade de energia de uma única célula de especificação 32650 (diâmetro 32mm/comprimento 65mm) pode ser aumentada para 6000mAh, que é comparável ao célula única de especificação atual da indústria 32650. Comparado com a especificação de 5000 mAh, o mesmo volume aumentou em 1000 mAh, o que equivale a 20%, e uma célula pode carregar repetidamente o celular iPhone 4S quase 4 vezes.
O que é ainda mais gratificante é que, quando usada em um único ambiente de carga e descarga de baixa taxa, a bateria permanece em cerca de 80% após ser ciclada por até 3,000 vezes, enquanto as baterias de lítio comuns são cicladas por cerca de 500 vezes. . De acordo com o cálculo de carga e descarga a cada 3 dias, pode ser usado continuamente por 24 anos, o que é uma verdadeira bateria de longa duração.
Esta nova tecnologia de bateria pode ser amplamente utilizada em baterias portáteis, pequenas UPS, baterias de notebooks, baterias de carros e outros equipamentos, e para diferentes ambientes de uso, a Deboch TEC.GmbH também usa cores de bateria diferentes de acordo com o número de ciclos. : Para o grau militar, é ouro e o número de ciclos é 3000; o azul é usado no campo de veículos civis, 2500 vezes; o verde, 2000 vezes, é adequado para pequenos dispositivos móveis portáteis.
