Ytelsessammenligning av NCM LFP og LFMP

1. Hva er litiumjernmanganfosfat?

Litiumjernmanganfosfat er et nytt katodemateriale dannet ved å dope litiumjernfosfat med en viss mengde manganelement. Siden de ioniske radiene og noen kjemiske egenskaper til mangan og jernelementer er like, er litiumjernmanganfosfat og litiumjernfosfat like i struktur, og begge har en olivinstruktur. Fra perspektivet til energitetthet er litiumjernmanganfosfat overlegen litiumjernfosfat, så det blir sett på som en "oppgradert versjon av litiumjernfosfat".

Litiumjernmanganfosfat kan bryte gjennom flaskehalsen med energitetthet til litiumjernfosfat. For tiden har den maksimale energitettheten til litiumjernfosfat stabilisert seg på rundt 161~164Wh/kg. Som et fosfatbasert materiale med høyere energitetthet, kan påføring av litiumjernmanganfosfat bidra til å bryte gjennom flaskehalsen med energitetthet til litiumjernfosfat, og dermed innlede industrialiseringsmuligheter.

Litium jern mangan fosfat har fordeler i energitetthet, sikkerhet, lav temperatur ytelse og kostnad.

2. Ytelsessammenligning av NCM, LFP og LFMP

Tabell for sammenligning av ytelse

Energitetthet: NCM (høy nikkel) > LMFP > LFP

Manganelement har fordelen med høy spenning. Litiumjernmanganfosfat er dopet med mangan på basis av litiumjernfosfat for å øke spenningsplattformen fra 3,4V til 4,1V. Høyspenningen gir høy energitetthet. Energitettheten til LMFP er 15% ~ 20% høyere enn for LFP. Energitettheten til LMFP kan nå nivået NCM 523 eller til og med NCM 622, som har betydelige fordeler i forhold til LFP.

Sikkerhet: LFP ≈ LMFP > NCM

LMFP-krystall har en sekskantet tettpakket struktur. Den største fordelen med denne strukturen er dens gode stabilitet. Selv om alle litiumioner løsnes under lading, vil det ikke være noe problem med strukturell kollaps. Samtidig danner P-atomene i materialet PO4-tetraeder gjennom sterke kovalente bindinger av PO, og det er vanskelig for O-atomer å unnslippe fra strukturen, så materialet har svært høy sikkerhet og stabilitet.

Lavtemperaturytelse: NCM > LMFP > LFP

Nano-LFP har en kapasitetsretensjon på omtrent 67 % ved -20 grad , mens LMFP kan opprettholde en kapasitet på 71 %. Når det blandes med NCM-materialer med et masseforhold på 15 %, kan retensjonsgraden nå 74 %.

Produksjonskostnad: NCM > LFP Større enn eller lik LMFP

Fra materialsiden er verden rik på manganmalmreserver, og kostnadene for LMFP og LFP er nesten like. Produksjonskostnaden for LMFP er omtrent 10 % dyrere enn LFP, men energitettheten til LMFP kan økes med 15 %. Gjennom påfølgende teknologi- og råvareoppgraderinger vil produksjonskostnaden være minst 10 % lavere enn LFP i fremtiden.

Sammenligning av ledende egenskaper til NCM, LFP og LFMP

3. Hva er den største flaskehalsen for litiumjern mangan fosfat?

Litiumjernmanganfosfat har defekter i hastighetsytelse, syklusytelse osv., noe som hindrer industrialiseringens fremgang. Konduktiviteten og litiumionediffusjonshastigheten er lav, og hastighetsytelsen er relativt dårlig.

Krystallstruktur: Selv om den sekskantede tettpakkede strukturen til litiumjernmanganfosfat er trygg og stabil, er det ikke noe kontinuerlig FeO6 (MnO6) delt kant-oktaedernettverk i materialet, men er forbundet gjennom PO4-tetraeder. Derfor kan det ikke danne en kontinuerlig Co-O-Co-struktur som litiumkoboltoksidmaterialer. Materialet har dårlig ledningsevne og dårlig høystrømsutladningsytelse. Dessuten danner disse polyhedronene en sammenkoblet tredimensjonal struktur, som begrenser bevegelsen av litiumioner i endimensjonale kanaler.

Metalliske egenskaper: Manganelement har relativt svak ledningsevne. Overgangsenergigapet til elektroner i litiumjernmanganfosfat er så høyt som 2eV (overgangsenergigapet til litiumjernfosfat er 0.3eV), som har ulempene med lav ledningsevne og ionemobilitet.