Comparació de rendiment de NCM LFP i LFMP

1. Què és el fosfat de manganès de ferro de liti?

El fosfat de manganès de ferro de liti és un nou material càtode format per dopament de fosfat de ferro de liti amb una certa quantitat d'element de manganès. Com que els radis iònics i algunes propietats químiques dels elements de manganès i ferro són similars, el fosfat de manganès de ferro de liti i el fosfat de ferro de liti tenen una estructura similar i tots dos tenen una estructura d'olivina. Des de la perspectiva de la densitat d'energia, el fosfat de ferro de liti és superior al fosfat de ferro de liti, per la qual cosa es considera una "versió millorada del fosfat de ferro de liti".

El fosfat de manganès de ferro de liti pot trencar el coll d'ampolla de densitat d'energia del fosfat de ferro de liti. Actualment, la densitat energètica màxima del fosfat de ferro de liti s'ha estabilitzat al voltant de 161 ~ 164 Wh/kg. Com a material basat en fosfats amb una densitat d'energia més alta, l'aplicació de fosfat de manganès de ferro de liti pot ajudar a trencar el coll d'ampolla de densitat energètica del fosfat de ferro de liti, donant lloc a oportunitats d'industrialització.

El fosfat de manganès de ferro de liti té avantatges en densitat d'energia, seguretat, rendiment a baixa temperatura i cost.

2.Comparació de rendiment de NCM, LFP i LFMP

Taula comparativa de rendiment

Densitat energètica: NCM (níquel alt) > LMFP > LFP

L'element de manganès té l'avantatge d'alta tensió. El fosfat de manganès de ferro de liti es dopa amb manganès sobre la base de fosfat de ferro de liti per augmentar la plataforma de tensió de 3,4 V a 4,1 V. L'alta tensió aporta una alta densitat d'energia. La densitat d'energia de LMFP és un 15% ~ 20% superior a la de LFP. La densitat d'energia de LMFP pot arribar al nivell de NCM 523 o fins i tot NCM 622, que té avantatges significatius respecte a LFP.

Seguretat: LFP ≈ LMFP > NCM

El cristall LMFP té una estructura hexagonal compacta. El major avantatge d'aquesta estructura és la seva bona estabilitat. Fins i tot si tots els ions de liti es desprenen durant la càrrega, no hi haurà cap problema de col·lapse estructural. Al mateix temps, els àtoms de P del material formen tetraedres de PO4 mitjançant forts enllaços covalents de PO, i és difícil que els àtoms d'O escapin de l'estructura, de manera que el material té una seguretat i estabilitat molt alta.

Rendiment a baixa temperatura: NCM > LMFP > LFP

Nano-LFP té una taxa de retenció de capacitat d'aproximadament un 67% a -20 graus, mentre que LMFP pot mantenir una capacitat del 71%. Quan es barreja amb materials NCM amb una proporció de massa del 15%, la taxa de retenció pot arribar al 74%.

Cost de producció: NCM > LFP Superior o igual a LMFP

Pel que fa al material, el món és ric en reserves de mineral de manganès i els costos de LMFP i LFP són gairebé els mateixos. El cost de fabricació de LMFP és aproximadament un 10% més car que el LFP, però la densitat energètica de LMFP es pot augmentar un 15%. A través de les millores de tecnologia i matèries primeres posteriors, el cost de fabricació serà almenys un 10% inferior al de LFP en el futur.

Comparació de propietats conductores de NCM, LFP i LFMP

3. Quin és el coll d'ampolla més gran del fosfat de manganès de ferro de liti?

El fosfat de manganès de ferro de liti té defectes en el rendiment de la velocitat, el rendiment del cicle, etc., que dificulten l'avenç de la industrialització. La conductivitat i la velocitat de difusió d'ions de liti són baixes i el rendiment de la velocitat és relativament pobre.

Estructura cristal·lina: tot i que l'estructura hexagonal del fosfat de manganès de ferro de liti és segura i estable, no hi ha una xarxa d'octaedres de vora compartida FeO6 (MnO6) contínua al material, però està connectada a través de tetraedres PO4. Per tant, no pot formar una estructura de Co-O-Co contínua com els materials d'òxid de cobalt de liti. El material té una conductivitat deficient i un rendiment de descàrrega d'alta corrent deficient. A més, aquests poliedres formen una estructura tridimensional interconnectada, restringint el moviment dels ions de liti en canals unidimensionals.

Propietats metàl·liques: l'element de manganès té una conductivitat relativament feble. La bretxa d'energia de transició dels electrons en el fosfat de manganès de ferro de liti és tan alta com 2eV (la bretxa d'energia de transició del fosfat de ferro de liti és de 0.3eV), que té els desavantatges de la baixa conductivitat i la mobilitat iònica.