Comparaison des performances de NCM, LFP et LFMP

1. Qu'est-ce que le phosphate de lithium, fer et manganèse ?

Lithium le phosphate de fer et de manganèse est un nouveau matériau cathodique formé par dopage du lithium phosphate de fer avec une certaine quantité d'élément manganèse. Depuis l'ionique les rayons et certaines propriétés chimiques des éléments de manganèse et de fer sont similaires, Le phosphate de lithium fer manganèse et le phosphate de lithium fer sont similaires dans structure, et les deux ont une structure olivine. Du point de vue de l'énergie densité, le phosphate de lithium fer manganèse est supérieur au lithium fer phosphate, il est donc considéré comme une « version améliorée du lithium fer phosphate".

Lithium le phosphate de fer et de manganèse peut briser le goulot d'étranglement de la densité énergétique de phosphate de fer et de lithium. À l'heure actuelle, la densité énergétique maximale du lithium fer le phosphate s'est stabilisé autour de 161~164Wh/kg. En tant que matériau à base de phosphate avec une densité énergétique plus élevée, l'application de phosphate de lithium fer manganèse peut aider à briser le goulot d'étranglement de la densité énergétique du phosphate de fer lithium, ouvrant ainsi la voie à des opportunités d’industrialisation.

Lithium le phosphate de fer et de manganèse présente des avantages en termes de densité énergétique, de sécurité et de faible performances en température et coût.

2. Comparaison des performances de NCM, LFP et LFMP

Comparaison des performances tableau

Densité énergétique : NCM (haute teneur en nickel) LMFP LFP

L'élément manganèse a l'avantage de la haute tension. Le phosphate de lithium fer manganèse est dopé avec manganèse à base de phosphate de fer et de lithium pour augmenter la tension plateforme de 3,4V à 4,1V. La haute tension apporte une densité énergétique élevée. Le La densité énergétique du LMFP est de 15 % à 20 % supérieure à celle du LFP. La densité énergétique du LMFP peut atteindre le niveau de NCM 523 voire NCM 622, ce qui a des avantages par rapport au LFP.

Sécurité : LFP – LMFP MR

Le cristal LMFP a un structure hexagonale compacte. Le plus grand avantage de cette structure est sa bonne stabilité. Même si tous les ions lithium sont détachés pendant la charge, il n’y aura aucun problème d’effondrement structurel. En même temps, les atomes P dans le matériau, formez des tétraèdres PO4 grâce à de fortes liaisons covalentes de P-O, et il est difficile pour les atomes O de s'échapper de la structure, le matériau a donc très haute sécurité et stabilité.

Basse température performances : NCM LMFP LFP

Nano-LFP a une capacité taux de rétention d'environ 67 % à -20 °C, tandis que LMFP peut maintenir une capacité de 71%. Lorsqu'il est mélangé avec des matériaux NCM avec un rapport massique de 15 %, le taux de rétention peut atteindre 74%.

Coût de production : NCM LFP ⥠LMFP

Du côté matériel, le monde est riche en réserves de minerai de manganèse, et les coûts du LMFP et du LFP sont presque pareil. Le coût de fabrication du LMFP est environ 10 % plus cher que le LFP, mais la densité énergétique du LMFP peut être augmentée de 15 %. Par la suite Mises à niveau de la technologie et des matières premières, le coût de fabrication sera d'au moins 10% de moins que la LFP à l'avenir.

Comparaison des conducteurs propriétés de NCM, LFP et LFMP

3. Quel est le plus gros goulot d'étranglement du phosphate de lithium fer manganèse ?

Lithium fer manganèse le phosphate présente des défauts de performance de débit, de performance de cycle, etc., qui entrave le progrès de l’industrialisation. La conductivité et le lithium-ion les taux de diffusion sont faibles et les performances en matière de taux sont relativement médiocres.

Structure cristalline : Bien que la structure hexagonale compacte du lithium fer manganèse le phosphate est sûr et stable, il n'y a pas de bord partagé continu FeO6 (MnO6) réseau d'octaèdres dans le matériau, mais est connecté via des tétraèdres PO4. Par conséquent, il ne peut pas former une structure Co-O-Co continue comme le lithium-cobalt. matériaux oxydés. Le matériau a une mauvaise conductivité et un faible courant élevé performances de décharge. De plus, ces polyèdres forment un ensemble interconnecté structure tridimensionnelle, limitant le mouvement des ions lithium dans canaux unidimensionnels.

Propriétés métalliques : L'élément manganèse a une conductivité relativement faible. Le déficit énergétique de transition de les électrons dans le phosphate de lithium, de fer et de manganèse atteignent 2eV (la transition l'écart énergétique du phosphate de fer lithium est de 0,3eV), ce qui présente les inconvénients de faible conductivité et mobilité ionique.