Prednosti i nedostaci litijum-gvozdeno-fosfatnih baterija

Litijum-gvozdeno-fosfatna baterija je takođe vrsta litijumske baterije. Baš kao i baterije koje se koriste u našim mobilnim telefonima, materijal pozitivne elektrode litijum-željezo-fosfatnih baterija je uglavnom spoj fosfora, kiseline, gvožđa i litijuma. Neki ljudi to zovu i litijum-gvozdena (LiFe) baterija za napajanje.

Prednosti:
1: Životni vijek gvozdeno-fosfatne baterije, pod standardnim uslovima punjenja, broj ciklusa može dostići više od 2,000 puta. Vijek trajanja ciklusa punjenja i pražnjenja običnih litijumskih baterija je općenito više od 500 puta. I njegova brzina skladištenja energije će biti sve niža kako vrijeme bude prolazilo.
2: Veliki kapacitet i velika gustina. Litijum-gvozdeno-fosfatne baterije imaju kapacitet skladištenja 2 do 3 puta veći od običnih litijumskih baterija iste zapremine. .
3: Mala težina. Volumen litijum-gvozdeno-fosfatne baterije sa istim specifikacijama i kapacitetom je 2/3 zapremine olovne baterije, a njena težina je 1/3 zapremine olovno-kiselinske baterije.
4: Konstantan kapacitet. Vjerujem da će se svi susresti sa takvim problemima, odnosno baterijama naših mobilnih telefona, baterijama kompjutera, pa čak i baterijama električnih vozila. Nakon što su se koristili neko vrijeme, ustanovit ćemo da se električna energija pohranjena u njima smanjuje. To je zato što ako obične baterije nisu potpuno napunjene dugo vremena, kapacitet baterije će se brzo smanjiti. Karakteristika litijum fosfatnih baterija je da se mogu koristiti u bilo kom trenutku! I to nikada neće uticati na njegov kapacitet skladištenja.
5: Zeleno i ekološki prihvatljivo. Litijum-željezo-fosfatne baterije imaju ekološke performanse koje druge baterije nemaju jer ne sadrže teške metale. Stoga su razvojni projekti koje država snažno promovira primijenjeni u oblasti električnih bicikala ili električnih automobila.
6: Dobre performanse na visokim temperaturama. Vrh električnog grijanja litijum željeznog fosfata može doseći 350 stepeni -500 stepeni, dok je vršna vrijednost litijum manganata i litijum kobalt oksida samo oko 200 stepeni. Ima širok raspon radnih temperatura (-20C--75C) i otpornost na visoke temperature. Vrhunska vrijednost električnog grijanja litijum gvožđe fosfata može da dostigne 350 stepeni -500 stepeni, dok su litijum manganat i litijum kobalt oksid samo oko 200 stepeni.

Nedostaci:loše performanse na niskim temperaturama, niska gustoća odvoda materijala katode, a zapremina litijum-željezno-fosfatnih baterija istog kapaciteta je veća od one kod litijum-jonskih baterija kao što je litijum-kobalt oksid, tako da nema prednosti u mikro baterijama. Kada se koriste u energetskim baterijama, litijum-željezo-fosfatne baterije, kao i druge baterije, moraju se suočiti sa problemima konzistentnosti baterija.
1. Tokom procesa sinterovanja tokom pripreme litijum gvožđe fosfata, gvožđe oksid se može redukovati u elementarno gvožđe u atmosferi visoke temperature. Elementarno željezo može uzrokovati mikrokratke spojeve u baterijama i najtabuiranija je supstanca u baterijama.
2. Litijum gvožđe fosfat ima neke nedostatke u performansama, kao što su niska gustina odvajanja i gustina sabijanja, što rezultira niskom gustinom energije litijum-jonskih baterija. Rad na niskim temperaturama je loš, a čak ni nanonizacija i ugljični premaz ne rješavaju ovaj problem.
3. Troškovi pripreme materijala i troškovi proizvodnje baterija su visoki, prinos baterije je nizak, a konzistencija loša. Iako nanonizacija i karbonska prevlaka litijum-gvozdenog fosfata poboljšavaju elektrohemijske performanse materijala, to takođe donosi i druge probleme, kao što su smanjena gustoća energije, povećani troškovi sinteze, loše performanse obrade elektroda i strogi zahtevi životne sredine. Iako su hemijski elementi Li, Fe i P u litij-gvozdenom fosfatu u izobilju, a cena je niska, cena pripremljenog proizvoda od litij-gvozdenog fosfata nije niska. Čak i ako se uklone početni troškovi istraživanja i razvoja, procesna cijena materijala plus visoka cijena pripreme baterija će učiniti konačni trošak po jedinici skladištenja energije višim.
4. Konzistencija proizvoda je loša. Trenutno u Kini ne postoji fabrika litijum-gvozdenog fosfata koja može da reši ovaj problem. Iz perspektive pripreme materijala, reakcija sinteze litij željeznog fosfata je složena višefazna reakcija, uključujući čvrstu fazu fosfata, željeznog oksida i litijeve soli, plus prekursora ugljika i redukcijske gasne faze. U ovom složenom procesu reakcije, teško je osigurati konzistentnost reakcije.