लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का नुकसान

क्या किसी सामग्री में अनुप्रयोग विकास की क्षमता है, इसके लाभों पर ध्यान केंद्रित करने के अलावा, अधिक महत्वपूर्ण है कि क्या सामग्री में मूलभूत दोष हैं।

लिथियम आयरन फॉस्फेट चीन में बिजली लिथियम आयन बैटरी के लिए व्यापक रूप से एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। बाजार विश्लेषक जैसे कि सरकार, वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान, उद्यम और यहां तक ​​कि प्रतिभूति कंपनियां इस सामग्री के बारे में आशावादी हैं, क्योंकि यह शक्ति लिथियम आयन बैटरी के विकास की दिशा है। कारणों का विश्लेषण, मुख्य रूप से निम्नलिखित दो बिंदु हैं: पहला, अमेरिकी अनुसंधान और विकास दिशा का प्रभाव, यूनाइटेड स्टेट्स वैलेंस और A123 कंपनी ने लिथियम आयन बैटरी के लिए कैथोड सामग्री के रूप में लिथियम आयरन फॉस्फेट का पहली बार उपयोग किया था। दूसरे, पावर-प्रकार लिथियम-आयन बैटरी में उपयोग के लिए अच्छे उच्च तापमान चक्र और भंडारण गुणों के साथ लिथियम मैंगनीज सामग्री की कोई तैयारी नहीं की गई है। हालांकि, लिथियम आयरन फॉस्फेट में मूलभूत दोष भी होते हैं जिन्हें नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। यह निम्नलिखित बिंदुओं पर आता है:

1. लिथियम आयरन फॉस्फेट की तैयारी में सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान, उच्च तापमान को कम करने वाले वातावरण के तहत लौह ऑक्साइड को मौलिक लोहे में कम करने की संभावना है। एलिमेंटल आयरन बैटरी के माइक्रो-शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकता है, जो बैटरी में सबसे अधिक वर्जित पदार्थ है। यह भी मुख्य कारण है कि जापान ने लिथियम आयन बैटरी के लिए एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में इस सामग्री का उपयोग नहीं किया है।

2. लिथियम आयरन फॉस्फेट में कुछ प्रदर्शन दोष हैं, जैसे कि कम नल घनत्व और संघनन घनत्व, जिसके परिणामस्वरूप लिथियम आयन बैटरी का ऊर्जा घनत्व कम होता है। कम तापमान का प्रदर्शन खराब है, भले ही यह नैनो-आकार और कार्बन लेपित है, लेकिन यह इस समस्या को हल नहीं करता है। Argonne National Laboratory में सेंटर फॉर एनर्जी स्टोरेज सिस्टम्स के निदेशक डॉ। डॉन हिलब्रांड ने लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के कम तापमान के प्रदर्शन के बारे में बताया। उन्होंने अपने लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी परीक्षण के परिणामों का वर्णन करने के लिए भयानक उपयोग किया जो दर्शाता है कि लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कम तापमान पर है। (0 ° C से नीचे) इलेक्ट्रिक कार चलाना संभव नहीं है। हालांकि कुछ निर्माताओं का दावा है कि लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी की कम तापमान पर एक अच्छी क्षमता प्रतिधारण दर है, यह एक छोटे से निर्वहन निर्वहन और कम निर्वहन कट-ऑफ वोल्टेज के मामले में है। इस स्थिति में, डिवाइस बस काम करना शुरू नहीं कर सकता है।

3. सामग्री की तैयारी लागत और बैटरी की विनिर्माण लागत अधिक है, बैटरी की उपज कम है, और स्थिरता खराब है। लिथियम आयरन फॉस्फेट के नैनोक्रिस्टलाइज़ेशन और कार्बन कोटिंग, सामग्री के विद्युत रासायनिक प्रदर्शन में सुधार करते हुए, ऊर्जा घनत्व में कमी, संश्लेषण लागत में वृद्धि, खराब इलेक्ट्रोड प्रसंस्करण प्रदर्शन और पर्यावरण की मांग की समस्याओं जैसी अन्य समस्याएं भी लाता है। हालांकि लिथियम आयरन फॉस्फेट में रासायनिक तत्व ली, फे और पी प्रचुर मात्रा में हैं और लागत कम है, तैयार लिथियम आयरन फॉस्फेट उत्पाद की लागत कम नहीं है, भले ही पिछले अनुसंधान और विकास लागत को हटा दिया जाए, प्रक्रिया की लागत सामग्री अधिक है। बैटरी तैयार करने की लागत संग्रहीत ऊर्जा की अंतिम इकाई की लागत को अधिक कर देगी।

4. गरीब उत्पाद स्थिरता। वर्तमान में, कोई घरेलू लिथियम आयरन फॉस्फेट सामग्री का कारखाना नहीं है जो इस समस्या को हल कर सकता है। सामग्री की तैयारी के दृष्टिकोण से, लिथियम आयरन फॉस्फेट का संश्लेषण प्रतिक्रिया एक जटिल विषम प्रतिक्रिया है, जिसमें ठोस चरण फॉस्फेट, आयरन ऑक्साइड और लिथियम नमक, एक कार्बन अग्रदूत और एक कम गैस चरण है। इस जटिल प्रतिक्रिया प्रक्रिया में, प्रतिक्रिया की स्थिरता सुनिश्चित करना मुश्किल है।

5. बौद्धिक संपदा मुद्दे। वर्तमान में, लिथियम आयरन फॉस्फेट के लिए मूल पेटेंट टेक्सास विश्वविद्यालय के स्वामित्व में है, और कार्बन लेपित पेटेंट को कैनेडियन द्वारा लागू किया जाता है। इन दो मूल पेटेंट को दरकिनार नहीं किया जा सकता है। यदि पेटेंट की लागत की गणना की जाती है, तो उत्पाद की लागत में और वृद्धि होगी।

इसके अलावा, लिथियम-आयन बैटरी के अनुसंधान और विकास और उत्पादन के अनुभव से, जापान लिथियम-आयन बैटरी का पहला व्यावसायिक देश है, और हमेशा उच्च अंत लिथियम-आयन बैटरी बाजार पर कब्जा कर लिया है। यद्यपि संयुक्त राज्य अमेरिका कुछ बुनियादी अनुसंधान में अग्रणी है, फिर भी कोई बड़े पैमाने पर लिथियम-आयन बैटरी निर्माता नहीं है। इसलिए, जापान ने संशोधित लिथियम मैंगनीट को पावर लिथियम आयन बैटरी के लिए सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में चुना है। यहां तक ​​कि संयुक्त राज्य अमेरिका में, लिथियम आयरन फॉस्फेट और लिथियम मैंगनीट का उपयोग बिजली-आधारित लिथियम आयन बैटरी के लिए कैथोड सामग्री के रूप में किया जाता है, और संघीय सरकार भी इन दोनों प्रणालियों के विकास का समर्थन करती है। लिथियम आयरन फॉस्फेट की उपरोक्त समस्याओं के मद्देनजर, नए ऊर्जा वाहनों जैसे क्षेत्रों में एक पावर लिथियम आयन बैटरी के लिए सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाना मुश्किल है। यदि यह उच्च तापमान चक्र और लिथियम मैंगनीज के खराब भंडारण प्रदर्शन की समस्या को हल कर सकता है, तो कम लागत और उच्च दर प्रदर्शन के अपने फायदे के साथ, यह पावर लिथियम-आयन बैटरी के आवेदन में बहुत संभावनाएं होगी।