NCM LFP ir LFMP našumo palyginimas

1. Kas yra ličio geležies mangano fosfatas?

Ličio geležies mangano fosfatas yra nauja katodo medžiaga, susidaranti sumaišius ličio geležies fosfatą su tam tikru kiekiu mangano elemento. Kadangi mangano ir geležies elementų joniniai spinduliai ir kai kurios cheminės savybės yra panašios, ličio geležies mangano fosfatas ir ličio geležies fosfatas yra panašios struktūros ir abu turi olivino struktūrą. Energijos tankio požiūriu ličio geležies mangano fosfatas yra pranašesnis už ličio geležies fosfatą, todėl jis laikomas „patobulinta ličio geležies fosfato versija“.

Ličio geležies mangano fosfatas gali pralaužti ličio geležies fosfato energijos tankio kaklelį. Šiuo metu didžiausias ličio geležies fosfato energijos tankis stabilizavosi ties maždaug 161–164 Wh/kg. Kadangi ličio geležies mangano fosfatas yra fosfato pagrindu pagaminta medžiaga, turinti didesnį energijos tankį, tai gali padėti įveikti ličio geležies fosfato energijos tankio kliūtis ir taip atverti industrializacijos galimybes.

Ličio geležies mangano fosfatas turi pranašumų dėl energijos tankio, saugumo, efektyvumo žemoje temperatūroje ir kainos.

2. NCM, LFP ir LFMP našumo palyginimas

Našumo palyginimo lentelė

Energijos tankis: NCM (didelis nikelio kiekis) > LMFP > LFP

Mangano elemento pranašumas yra aukšta įtampa. Ličio geležies mangano fosfatas yra legiruotas manganu ličio geležies fosfato pagrindu, kad padidėtų įtampa nuo 3,4 V iki 4,1 V. Aukšta įtampa suteikia didelį energijos tankį. LMFP energijos tankis yra 15% ~ 20% didesnis nei LFP. LMFP energijos tankis gali siekti NCM 523 ar net NCM 622 lygį, kuris turi didelių pranašumų prieš LFP.

Sauga: LFP ≈ LMFP > NCM

LMFP kristalas turi šešiakampę sandarią struktūrą. Didžiausias šios konstrukcijos privalumas yra geras stabilumas. Net jei įkrovimo metu visi ličio jonai atsiskiria, konstrukcijų griūties problemos nekils. Tuo pačiu metu medžiagoje esantys P atomai sudaro PO4 tetraedrus per stiprius kovalentinius PO ryšius, o O atomams sunku išeiti iš struktūros, todėl medžiaga turi labai aukštą saugumą ir stabilumą.

Veikimas žemoje temperatūroje: NCM > LMFP > LFP

Nano-LFP pajėgumo išlaikymo rodiklis yra apie 67 % esant -20 laipsniui, o LMFP gali išlaikyti 71 % pajėgumą. Sumaišius su NCM medžiagomis, kurių masės santykis yra 15%, sulaikymo greitis gali siekti 74%.

Gamybos kaina: NCM > LFP Didesnė arba lygi LMFP

Žvelgiant iš materialinės pusės, pasaulyje gausu mangano rūdos atsargų, o LMFP ir LFP kaštai yra beveik vienodi. LMFP gamybos sąnaudos yra apie 10% brangesnės nei LFP, tačiau LMFP energijos tankis gali būti padidintas 15%. Dėl vėlesnių technologijų ir žaliavų atnaujinimo gamybos sąnaudos bus bent 10 % mažesnės nei LFP ateityje.

NCM, LFP ir LFMP laidumo savybių palyginimas

3. Kokia yra didžiausia ličio geležies mangano fosfato kliūtis?

Ličio geležies mangano fosfatas turi greičio, ciklo veikimo ir kt. defektų, o tai trukdo industrializacijos pažangai. Laidumas ir ličio jonų difuzijos greitis yra žemi, o greitis yra gana prastas.

Kristalų struktūra: nors šešiakampė sandari ličio geležies mangano fosfato struktūra yra saugi ir stabili, medžiagoje nėra ištisinio FeO6 (MnO6) bendro kraštinių oktaedrų tinklo, bet jis yra sujungtas per PO4 tetraedrus. Todėl jis negali sudaryti ištisinės Co-O-Co struktūros, kaip ličio kobalto oksido medžiagos. Medžiaga turi prastą laidumą ir prastas didelės srovės iškrovimo charakteristikas. Be to, šie daugiakampiai sudaro tarpusavyje sujungtą trimatę struktūrą, ribojančią ličio jonų judėjimą vienmačiais kanalais.

Metalinės savybės: Mangano elemento laidumas yra palyginti silpnas. Elektronų pereinamosios energijos tarpas ličio geležies mangano fosfate siekia net 2eV (ličio geležies fosfato pereinamosios energijos tarpas yra 0,3eV), o tai turi mažo laidumo ir jonų judrumo trūkumus.