Præstationssammenligning af NCM LFP og LFMP

1. Hvad er lithiumjern manganfosfat?

Lithiumjernmanganphosphat er et nyt katodemateriale dannet ved at dope lithiumjernfosfat med en vis mængde manganelement. Da de ioniske radius og nogle kemiske egenskaber af mangan og jernelementer er ens, er lithiumjernmanganphosphat og lithiumjernphosphat ens i struktur, og begge har en olivinstruktur. Fra energitæthedsperspektivet er lithiumjernmanganphosphat bedre end lithiumjernphosphat, så det betragtes som en "opgraderet version af lithiumjernphosphat".

Lithiumjern manganphosphat kan bryde gennem energitæthedsflaskehalsen for lithiumjernphosphat. På nuværende tidspunkt er den maksimale energitæthed af lithiumjernphosphat stabiliseret på omkring 161~164Wh/kg. Som et fosfatbaseret materiale med højere energitæthed kan anvendelsen af ​​lithiumjernmanganfosfat hjælpe med at bryde igennem flaskehalsen for lithiumjernfosfats energitæthed og dermed indlede industrialiseringsmuligheder.

Lithiumjern manganphosphat har fordele i energitæthed, sikkerhed, lav temperatur ydeevne og omkostninger.

2. Ydeevnesammenligning af NCM, LFP og LFMP

Præstationssammenligningstabel

Energitæthed: NCM (høj nikkel) > LMFP > LFP

Manganelement har fordelen ved højspænding. Lithiumjernmanganfosfat er doteret med mangan på basis af lithiumjernfosfat for at øge spændingsplatformen fra 3,4V til 4,1V. Højspændingen giver høj energitæthed. Energitætheden for LMFP er 15% ~ 20% højere end LFP's. Energitætheden af ​​LMFP kan nå niveauet på NCM 523 eller endda NCM 622, hvilket har betydelige fordele i forhold til LFP.

Sikkerhed: LFP ≈ LMFP > NCM

LMFP krystal har en sekskantet tætpakket struktur. Den største fordel ved denne struktur er dens gode stabilitet. Selvom alle lithium-ioner løsnes under opladning, vil der ikke være noget problem med strukturelt sammenbrud. Samtidig danner P-atomerne i materialet PO4-tetraeder gennem stærke kovalente bindinger af PO, og det er svært for O-atomer at undslippe strukturen, så materialet har meget høj sikkerhed og stabilitet.

Lav temperatur ydeevne: NCM > LMFP > LFP

Nano-LFP har en kapacitetsretention på omkring 67 % ved -20 grad , mens LMFP kan opretholde en kapacitet på 71 %. Når det blandes med NCM-materialer med et masseforhold på 15 %, kan retentionsgraden nå 74 %.

Produktionsomkostninger: NCM > LFP Større end eller lig med LMFP

Fra den materielle side er verden rig på manganmalmreserver, og omkostningerne ved LMFP og LFP er næsten de samme. Fremstillingsomkostningerne for LMFP er omkring 10 % dyrere end LFP, men energitætheden af ​​LMFP kan øges med 15 %. Gennem efterfølgende teknologi- og råmaterialeopgraderinger vil fremstillingsomkostningerne være mindst 10 % lavere end LFP i fremtiden.

Sammenligning af ledende egenskaber af NCM, LFP og LFMP

3. Hvad er den største flaskehals ved lithiumjern manganphosphat?

Lithium jern mangan fosfat har defekter i hastighed ydeevne, cyklus ydeevne, etc., som hindrer fremskridt i industrialiseringen. Konduktiviteten og lithiumiondiffusionshastigheden er lav, og hastighedsydelsen er relativt dårlig.

Krystalstruktur: Selvom den hexagonale tætpakkede struktur af lithiumjernmanganphosphat er sikker og stabil, er der ikke noget kontinuerligt FeO6 (MnO6) delt kant-oktaedernetværk i materialet, men er forbundet gennem PO4-tetraeder. Derfor kan det ikke danne en kontinuerlig Co-O-Co-struktur som lithium-koboltoxidmaterialer. Materialet har dårlig ledningsevne og dårlig højstrømsafladningsydelse. Desuden danner disse polyeder en sammenkoblet tredimensionel struktur, der begrænser bevægelsen af ​​lithiumioner i endimensionelle kanaler.

Metalliske egenskaber: Manganelement har relativt svag ledningsevne. Overgangsenergigabet for elektroner i lithiumjernmanganphosphat er så højt som 2eV (overgangsenergigabet for lithiumjernphosphat er 0.3eV), hvilket har ulemperne ved lav ledningsevne og ionmobilitet.