Kini LiFePO4 ninu awọn batiri litiumu ??
Ifihan si Litiumu Iron Phosphate Awọn ohun elo
Lithium iron fosifeti ( agbekalẹ molikula LiFePO₄, lithium iron fosifeti, LFP, ti a tun mọ ni lithium iron fosifeti tabi ferrous lithium fosifeti) jẹ ohun elo cathode ti a lo ninu awọn batiri lithium{0}}. Awọn abuda rẹ ni pe ko ni awọn eroja iyebiye gẹgẹbi koluboti tabi nickel, idiyele ohun elo aise jẹ kekere; ati erogba, litiumu, ati irin jẹ lọpọlọpọ ninu erupẹ ilẹ, eyiti o le pade ibeere ọja ti o ju miliọnu kan toonu lọdọọdun. Gẹgẹbi ohun elo cathode, litiumu iron fosifeti ni iwọn iwọn foliteji ṣiṣẹ (3.2 V), agbara pataki giga (170 mA·h/g), agbara itujade giga, agbara gbigba agbara yara, ati igbesi aye gigun, pẹlu iduroṣinṣin to dara ni giga-iwọn otutu ati giga- awọn agbegbe igbona.
Kirisita fosifeti irin litiumu jẹ ti iru ọna olivine kan. Ni mineralogy, o ti wa ni a npè ni triphylite, yo lati Giriki ọrọ wá tri ati lylon. Ninu awọn irin, awọ le jẹ grẹy, pupa pupa - grẹy, brown, tabi dudu, nigba ti awọn ọja gangan jẹ dudu tabi grẹy{3} dudu. Awọn ohun elo nkan ti o wa ni erupe ile adayeba ni litiumu iron fosifeti, ṣugbọn ite jẹ kekere ati pe ko de ipele ohun elo to wulo. Lithium iron fosifeti je ti si awọn composite fosifeti ẹka, ati awọn oniwe-gbogboogbo kemikali agbekalẹ yẹ ki o wa LiMPO₄, ibi ti M le jẹ eyikeyi divalent irin, pẹlu Fe, Co, Mn, Ti, bbl Nitori awọn igba akọkọ ti ile lati commercialize LiMPO₄ produced litiumu iron fosifeti, eniyan ti di saba lati atọju lithium iron fosifeti bi awọn nikan composite. Sibẹsibẹ, fun awọn agbo ogun pẹlu ọna olivine, lithium iron fosifeti kii ṣe ọkan ti o le ṣee lo bi ohun elo cathode ninu awọn batiri lithium{8}}. Gẹgẹbi imọ lọwọlọwọ, LiMnPO₄, LiMnFePO₄, LiVPO₄, LiCoPO₄, ati ọpọlọpọ awọn ohun elo miiran tun wa.
Ipilẹṣẹ awọn ohun elo fosifeti ti lithium iron ni a le ṣe itopase pada si ọdun 1996, nigbati ile-iṣẹ ibaraẹnisọrọ ti Japan NTT kọkọ ṣe awari pe AMPO₄ (A jẹ irin alkali, M is Co tabi Fe) pẹlu ilana olivine, ni apapọ LiFeCoPO₄, le ṣee lo bi litiumu{1}} ohun elo batiri cathode. Lẹhinna, o jẹ awari nipasẹ ẹgbẹ iwadii Goodenough ni Massachusetts Institute of Technology ni Amẹrika, lakoko ti o nkọ awọn agbo ogun ilana, pe ohun elo fosifeti lithium iron ni ohun-ini iyipada ti lithium{3}}ion (Li⁺) intercalation ati deintercalation. Ni Oṣu Kẹrin Ọjọ 23, Ọdun 1997, Ile-ẹkọ giga ti Texas ni Austin fi ẹsun itọsi kan ti akole “Awọn ohun elo Cathode fun awọn batiri Atẹle litiumu gbigba agbara” (WO1997010541), ti n samisi ibẹrẹ ti anikanjọpọn itọsi lori awọn ohun elo fosifeti lithium iron.
Itẹjade nigbakanna ti olivine{0}fosifeti ti a ṣeto (LiMPO₄) awọn ohun elo cathode ti Amẹrika ati Japan fa akiyesi nla, fa iwadii nla, o si ni ilọsiwaju ilana iṣelọpọ ni iyara. Ti a fiwera pẹlu litiumu ibile{2}} awọn ohun elo cathode batiri ion elekeji{3}}spinel{4}} lithium manganese oxide (LiMn₂O₄) ti a ṣe (LiMn₂O₄) ati pelebe{5} lithium kobalt oxide (LiCoO₄) ti a ṣeto (LiCoO₄)-LiMPO ni awọn ohun elo aise pupọ pupọ ati pe ko ni awọn ohun elo aise poku pupọ. Ni pataki, aabo ti ni ilọsiwaju pupọ, ti o fa iwulo nla lati ọdọ awọn oniwadi ati ile-iṣẹ.
Gẹgẹbi awọn abajade iwadii ni awọn ọdun aipẹ, awọn ohun elo fosifeti iron lithium ni ohun elo olivine daradara{0}crystallized, ati awọn ikanni itọka lithium{1} ion rẹ yatọ si ti awọn ohun elo cathode ibile. Awọn ohun elo cathode ti aṣa ti fẹlẹfẹlẹ tabi awọn ẹya ọpa ẹhin, gbigba awọn ions litiumu lati gbe ni iyara laarin awọn ipele tabi ni awọn ikanni nla, nitorinaa fifun awọn ohun elo pẹlu iṣẹ idasilẹ to dara. Ni idakeji, awọn ikanni itọka litiumu{4} ion ninu awọn ohun elo fosifeti irin lithium jẹ ọkan -iwọn, afipamo pe laarin crystal nikan ni "oju eefin" fun lithium - itọka ion, nitoribẹẹ litiumu - iwọn ijira litiumu lọra ati pe ijinna itusilẹ jẹ kukuru. Paapaa labẹ awọn ipo itusilẹ oṣuwọn giga, awọn ions lithium inu ko le jade lọ ni akoko, ti o fa iyọrisi pilasi elekitirokemika pataki.
Awọn batiri le jẹ iṣelọpọ nipa lilo ohun elo fosifeti litiumu iron funfun lati jẹrisi awọn ipinnu loke. Awọn idanwo ti fihan pe lilo agbara ti ohun elo fosifeti litiumu iron funfun jẹ kekere pupọ, ati pe batiri naa ni iriri ibajẹ agbara ni iyara lakoko gigun kẹkẹ. Nọmba 2.1 ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe gigun kẹkẹ litiumu kan - ion coin cell ti a ṣe nipasẹ onkọwe nipa lilo hydrothermally synthesized funfun lithium iron fosifeti (laisi ibora erogba). O le rii pe lẹhin isunmọ awọn idiyele 15-awọn iyipo idasile, agbara batiri ti bajẹ nipasẹ diẹ sii ju 20%. Nitorinaa, ohun elo fosifeti iron lithium funfun ko dara fun awọn ọna ṣiṣe batiri lithium{8}}.
Ni ọdun 2000, Hydro{1}Québec (H-Q), IwUlO ti gbogbo eniyan ti orilẹ-ede Canada, ni akọkọ lati ṣe iwe-aṣẹ awọn itọsi lori ibora iron fosifeti litiumu pẹlu awọn ohun elo imudani, pẹlu lilo ibora erogba sori awọn ohun elo fosifeti lithium iron. Eyi mu ki fosifeti iron litiumu ṣiṣẹ lati ṣaṣeyọri agbara kan pato ti o ga ati fa igbesi aye ọmọ rẹ si diẹ sii ju awọn iyipo 2000. Eyi samisi ibẹrẹ ilana iṣelọpọ ti litiumu iron fosifeti bi ohun elo cathode.
