Qual ​​è la differenza tra LFP e batteria ternaria?

Con il rapido sviluppo del nuovo mercato dell'energia, le batterie al litio, come principale fonte di energia, stanno diventando sempre più diversificate nei tipi. Tra questi, il litio ferro fosfato e il litio ternario sono attualmente le due batterie più diffuse nel mercato delle batterie. Di seguito, ci concentreremo sull'introduzione di questi due tipi di batterie e ne comprenderemo le differenze.

Materiali e batterie al litio ferro fosfato

Il materiale del catodo delle batterie al litio ferro fosfato è litio ferro fosfato (LiFePO4), che ha una struttura di tipo olivina. Questo materiale è economico, ecologico, non tossico e altamente sicuro. Tuttavia, la sua conduttività elettronica relativamente bassa può influire sulle prestazioni di carica e scarica della batteria. Il processo di carica e scarica del materiale LiFePO4 prevede principalmente la transizione tra le fasi LiFePO4 e FePO4, con un piccolo tasso di variazione del volume, rendendo il materiale estremamente stabile. Pertanto, la sicurezza e la stabilità dei materiali e delle batterie al litio ferro fosfato sono fuori dubbio.

Figura 1-Diagramma del modello del materiale litio ferro fosfato

La batteria ternaria agli ioni di litio (NCM) si riferisce a una batteria agli ioni di litio che utilizza tre ossidi di metalli di transizione di nichel, cobalto e manganese come materiali degli elettrodi positivi. Poiché combina i vantaggi dell'ossido di litio cobalto, dell'ossido di litio nichel e dell'ossido di litio manganese, le sue prestazioni sono migliori di qualsiasi materiale per elettrodi positivi monocomponente sopra menzionato. L'analisi sperimentale mostra che tre elementi con valenze diverse formano una struttura a superreticolo e c'è un evidente effetto sinergico tra i tre componenti, rendendo il materiale più stabile, e la piattaforma di scarica raggiunge 3,7 V/3,8 V, quindi è considerata essere uno dei materiali per elettrodi positivi più promettenti. Le batterie ternarie hanno eccellenti proprietà elettrochimiche come elevata densità di energia, buona sicurezza e stabilità, supporto per scarica ad alta velocità e moderati vantaggi in termini di costi. Sono stati ampiamente utilizzati nei campi delle batterie agli ioni di litio di piccole e medie dimensioni come prodotti elettronici digitali di consumo, apparecchiature industriali e strumenti medici e hanno mostrato un forte potenziale di sviluppo nei campi delle batterie agli ioni di litio come robot intelligenti, logistica AGV veicoli, droni e veicoli di nuova energia.

Il litio ternario è principalmente suddiviso in questi tipi in base al rapporto degli elementi del materiale dell'elettrodo positivo: NCM111, NCM622, NCM811, NCM523, ecc.

Figura 2-Diagramma di fase del sistema ternario tra LNO, LCO e LMO

Analisi comparativa di due materiali e batterie

• Densità di energia

• Sicurezza

• Prestazioni energetiche

• Idoneità alla temperatura

• Fattori di costo e ambientali

I materiali ternari contengono metalli rari come Ni e Co e il loro costo è superiore a quello del fosfato di litio e ferro. Con il miglioramento dei materiali e della tecnologia delle batterie, il costo delle batterie ternarie e al litio ferro fosfato è diminuito in modo significativo. Attualmente, il prezzo di mercato delle batterie ternarie è superiore a quello delle batterie al litio ferro fosfato. Allo stesso tempo, rispetto agli elementi ecologici Fe e P, gli elementi Ni e Co nei materiali ternari e nelle batterie sono più inquinanti per l'ambiente. In combinazione con i fattori di cui sopra, la domanda di controllo ambientale e riciclaggio dei rifiuti di materiali ternari e batterie è più urgente.

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