Qual ​​é a diferença entre LFP e bateria ternária?

Com o rápido desenvolvimento do novo mercado de energia, as baterias de lítio, como sua principal fonte de energia, estão se tornando cada vez mais diversas em tipos. Entre eles, o fosfato de ferro-lítio e o lítio ternário são atualmente as duas baterias de maior circulação no mercado de baterias. Abaixo, vamos nos concentrar na introdução desses dois tipos de baterias e entender suas diferenças.

Materiais e baterias de fosfato de ferro e lítio

O material catódico das baterias de fosfato de ferro-lítio é fosfato de ferro-lítio(LiFePO4), que possui uma estrutura do tipo olivina. Este material é barato, ecologicamente correto, não tóxico e altamente seguro. No entanto, a sua condutividade electrónica relativamente baixa pode afectar o desempenho de carga e descarga da bateria. O processo de carga e descarga do material LiFePO4 envolve principalmente a transição entre as fases LiFePO4 e FePO4, com uma pequena taxa de alteração de volume, tornando o material extremamente estável. Portanto, a segurança e a estabilidade dos materiais e baterias de fosfato de ferro-lítio estão fora de dúvida.

Figura 1-Diagrama modelo de material de fosfato de ferro-lítio

Bateria ternária de íons de lítio (NCM) refere-se a uma bateria de íons de lítio que usa três óxidos de metais de transição de níquel, cobalto e manganês como materiais de eletrodo positivo. Porque combina as vantagens do óxido de cobalto de lítio, óxido de níquel-lítio e óxido de manganês de lítio, seu desempenho é melhor do que qualquer material de eletrodo positivo de componente único acima. A análise experimental mostra que três elementos com valências diferentes formam uma estrutura superrede, e há um efeito sinérgico óbvio entre os três componentes, tornando o material mais estável, e a plataforma de descarga é tão alta quanto 3,7V/3,8V, por isso é considerado ser um dos materiais de eletrodo positivo mais promissores. As baterias ternárias têm excelentes propriedades eletroquímicas, como alta densidade de energia, boa segurança e estabilidade, suporte para descarga de alta taxa e vantagens de custo moderadas. Eles têm sido amplamente utilizados em campos de baterias de íons de lítio de pequeno e médio porte, como produtos eletrônicos digitais de consumo, equipamentos industriais e instrumentos médicos, e mostraram forte potencial de desenvolvimento em campos de baterias de íons de lítio, como robôs inteligentes, logística AGV veículos, drones e veículos de novas energias.

O lítio ternário é dividido principalmente nestes tipos de acordo com a proporção do elemento do material do eletrodo positivo: NCM111, NCM622, NCM811, NCM523, etc.

Figura 2-Diagrama de fases do sistema ternário entre LNO, LCO e LMO

Análise comparativa de dois materiais e baterias

• Densidade de energia

• Segurança

• Desempenho de potência

• Adequação de temperatura

• Custo e Fatores Ambientais

Os materiais ternários contêm metais raros, como Ni e Co, e seu custo é superior ao do fosfato de ferro-lítio. Com a melhoria dos materiais e da tecnologia das baterias, o custo das baterias ternárias e de fosfato de ferro-lítio caiu significativamente. Atualmente, o preço de mercado das baterias ternárias é superior ao das baterias de fosfato de ferro-lítio. Ao mesmo tempo, em comparação com os elementos Fe e P ecológicos, os elementos Ni e Co nos materiais ternários e nas baterias são mais poluentes para o meio ambiente. Combinado com os fatores acima, a demanda por controle ambiental e reciclagem de resíduos de materiais ternários e baterias é mais urgente.

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