¿Cuál es la diferencia entre LFP y batería ternaria?

Con el rápido desarrollo del nuevo mercado energético, las baterías de litio, como fuente de energía principal, son cada vez más diversas en tipos. Entre ellos, el fosfato de hierro y litio y el litio ternario son actualmente las dos baterías de mayor circulación en el mercado de baterías. A continuación, nos centraremos en presentar estos dos tipos de baterías y comprender sus diferencias.

Materiales y baterías de fosfato de hierro y litio

El material del cátodo de las baterías de fosfato de litio y hierro es fosfato de litio y hierro(LiFePO4), que tiene una estructura tipo olivino. Este material es económico, ecológico, no tóxico y muy seguro. Sin embargo, su conductividad electrónica relativamente baja puede afectar el rendimiento de carga y descarga de la batería. El proceso de carga y descarga del material LiFePO4 implica principalmente la transición entre las fases LiFePO4 y FePO4, con una pequeña tasa de cambio de volumen, lo que hace que el material sea extremadamente estable. Por lo tanto, la seguridad y estabilidad de los materiales y baterías de fosfato de hierro y litio están fuera de toda duda.

Figura 1-Diagrama del modelo de material de fosfato de hierro y litio

La batería ternaria de iones de litio (NCM) se refiere a una batería de iones de litio que utiliza tres óxidos de metales de transición de níquel, cobalto y manganeso como materiales de electrodo positivo. Debido a que combina las ventajas del óxido de litio y cobalto, el óxido de litio y níquel y el óxido de litio y manganeso, su rendimiento es mejor que cualquier material de electrodo positivo de un solo componente mencionado anteriormente. El análisis experimental muestra que tres elementos con diferentes valencias forman una estructura de superred, y existe un efecto sinérgico obvio entre los tres componentes, lo que hace que el material sea más estable y la plataforma de descarga alcanza 3,7 V/3,8 V, por lo que se considera ser uno de los materiales de electrodos positivos más prometedores. Las baterías ternarias tienen excelentes propiedades electroquímicas, como alta densidad de energía, buena seguridad y estabilidad, soporte para descargas de alta velocidad y ventajas de costos moderados. Se han utilizado ampliamente en campos de baterías de iones de litio de tamaño pequeño y mediano, como productos electrónicos digitales de consumo, equipos industriales e instrumentos médicos, y han mostrado un gran potencial de desarrollo en campos de baterías de iones de litio de energía, como robots inteligentes y logística AGV. vehículos, drones y vehículos de nuevas energías.

El litio ternario se divide principalmente en estos tipos según la proporción de elementos del material del electrodo positivo: NCM111, NCM622, NCM811, NCM523, etc.

Figura 2-Diagrama de fases del sistema ternario entre LNO, LCO y LMO

Análisis comparativo de dos materiales y baterías

• Densidad de energía

• Seguridad

• Rendimiento energético

• Idoneidad de temperatura

• Factores ambientales y de costos

Los materiales ternarios contienen metales raros como Ni y Co, y su costo es mayor que el del fosfato de hierro y litio. Con la mejora de los materiales y la tecnología de las baterías, el costo de las baterías ternarias y de fosfato de hierro y litio se ha reducido significativamente. En la actualidad, el precio de mercado de las baterías ternarias es más alto que el de las baterías de fosfato de hierro y litio. Al mismo tiempo, en comparación con los elementos Fe y P respetuosos con el medio ambiente, los elementos Ni y Co de los materiales ternarios y las baterías son más contaminantes para el medio ambiente. Combinado con los factores anteriores, la demanda de control ambiental y reciclaje de residuos de materiales ternarios y baterías es más urgente.

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