ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต
ไม่ว่าวัสดุจะมีศักยภาพในการใช้งานและพัฒนาหรือไม่ นอกเหนือจากข้อได้เปรียบแล้ว กุญแจสำคัญคือวัสดุนั้นมีข้อบกพร่องพื้นฐานหรือไม่
ในปัจจุบัน ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตได้รับเลือกอย่างกว้างขวางให้เป็นวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในประเทศจีนนักวิเคราะห์ตลาดจากรัฐบาล สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ องค์กรต่างๆ และแม้แต่บริษัทหลักทรัพย์ต่างมองในแง่ดีเกี่ยวกับเนื้อหานี้ และถือว่าเป็นทิศทางการพัฒนาของแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนจากการวิเคราะห์เหตุผล มีสองประเด็นหลักดังต่อไปนี้ ประการแรก เนื่องจากอิทธิพลของทิศทางการวิจัยและพัฒนาในสหรัฐอเมริกา บริษัท Valence และ A123 ในสหรัฐอเมริกาใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทดเป็นครั้งแรก ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประการที่สอง วัสดุลิเธียมแมงกาเนตที่มีการหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูงที่ดีและประสิทธิภาพการจัดเก็บที่สามารถใช้สำหรับพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่ได้เตรียมในประเทศจีนอย่างไรก็ตาม ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตยังมีข้อบกพร่องพื้นฐานที่ไม่สามารถเพิกเฉยได้ ซึ่งสรุปได้ดังนี้
1. ในกระบวนการเผาผนึกของการเตรียมลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เป็นไปได้ว่าเหล็กออกไซด์สามารถถูกรีดิวซ์เป็นเหล็กอย่างง่ายภายใต้บรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูงเหล็ก ซึ่งเป็นสารต้องห้ามที่สุดในแบตเตอรี่ อาจทำให้แบตเตอรี่ลัดวงจรขนาดจิ๋วได้นี่เป็นเหตุผลหลักว่าทำไมญี่ปุ่นจึงไม่ใช้วัสดุนี้เป็นวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดกำลังไฟ
2. ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตมีข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพ เช่น ความหนาแน่นของการบีบรัดต่ำและความหนาแน่นของการบดอัด ส่งผลให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำนั้นแย่ แม้ว่าการเคลือบนาโนและคาร์บอนจะไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้เมื่อ Dr. Don Hillebrand ผู้อำนวยการ Energy Storage System Center ของ Argonne National Laboratory พูดถึงประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต เขาอธิบายว่ามันแย่มากผลการทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตพบว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตไม่สามารถขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้าที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่า 0 ℃)แม้ว่าผู้ผลิตบางรายอ้างว่าอัตราการคงความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตนั้นดีที่อุณหภูมิต่ำ แต่ก็อยู่ภายใต้เงื่อนไขของกระแสไฟดิสชาร์จต่ำและแรงดันไฟตัดกระแสไฟต่ำในกรณีนี้ไม่สามารถเริ่มอุปกรณ์ได้เลย
3. ต้นทุนการเตรียมวัสดุและต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่สูง ผลผลิตของแบตเตอรี่ต่ำ และความสม่ำเสมอไม่ดีแม้ว่าคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุจะได้รับการปรับปรุงโดยการตกผลึกระดับนาโนและการเคลือบคาร์บอนของลิเธียมไอรอนฟอสเฟต แต่ปัญหาอื่นๆ ก็นำมาซึ่งปัญหาอื่นๆ เช่น การลดลงของความหนาแน่นของพลังงาน การปรับปรุงต้นทุนการสังเคราะห์ ประสิทธิภาพการประมวลผลอิเล็กโทรดที่ไม่ดี และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ความต้องการ.แม้ว่าองค์ประกอบทางเคมี Li, Fe และ P ในลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะอุดมสมบูรณ์มากและต้นทุนต่ำ แต่ต้นทุนของผลิตภัณฑ์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่เตรียมไว้นั้นไม่ต่ำแม้หลังจากลบค่าใช้จ่ายในการวิจัยและพัฒนาในช่วงแรกแล้ว ต้นทุนกระบวนการของวัสดุนี้บวกกับต้นทุนที่สูงขึ้นในการเตรียมแบตเตอรี่จะทำให้ต้นทุนขั้นสุดท้ายของการจัดเก็บพลังงานต่อหน่วยสูงขึ้น
4. ความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ไม่ดีปัจจุบันโรงงานวัสดุลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในจีนไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้จากมุมมองของการเตรียมวัสดุ ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นปฏิกิริยาที่ต่างกันอย่างซับซ้อน ซึ่งรวมถึงฟอสเฟตที่เป็นของแข็ง เหล็กออกไซด์และเกลือลิเธียม สารตั้งต้นที่เติมคาร์บอนและเฟสก๊าซรีดิวซ์ในกระบวนการปฏิกิริยาที่ซับซ้อนนี้ เป็นเรื่องยากที่จะรับประกันความสม่ำเสมอของปฏิกิริยา
5. ปัญหาทรัพย์สินทางปัญญาปัจจุบัน สิทธิบัตรพื้นฐานของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นของมหาวิทยาลัยเทกซัสในสหรัฐอเมริกา ในขณะที่ชาวแคนาดายื่นขอสิทธิบัตรเคลือบคาร์บอนสิทธิบัตรพื้นฐานทั้งสองนี้ไม่สามารถข้ามได้หากรวมค่าสิทธิสิทธิบัตรไว้ในต้นทุนแล้ว ต้นทุนผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้นอีก
นอกจากนี้ จากประสบการณ์ด้านการวิจัยและพัฒนาและการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้ญี่ปุ่นเป็นประเทศแรกที่ทำการค้าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และครองตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระดับไฮเอนด์มาโดยตลอดแม้ว่าสหรัฐอเมริกาจะเป็นผู้นำในการวิจัยขั้นพื้นฐาน แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรายใหญ่ดังนั้นจึงมีเหตุผลมากกว่าที่ญี่ปุ่นจะเลือกลิเธียมแมงกาเนตดัดแปลงเป็นวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดพลังงานแม้แต่ในสหรัฐอเมริกา ผู้ผลิตครึ่งหนึ่งใช้ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตและลิเธียมแมงกาเนตเป็นวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดพลังงาน และรัฐบาลกลางยังสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาระบบทั้งสองนี้ด้วยจากปัญหาข้างต้น ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตจึงเป็นเรื่องยากที่จะใช้เป็นวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในรถยนต์พลังงานใหม่และสาขาอื่นๆหากเราสามารถแก้ปัญหาการหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูงและประสิทธิภาพการจัดเก็บที่ไม่ดีของลิเธียมแมงกาเนตได้ ก็จะมีศักยภาพที่ดีในการประยุกต์ใช้พลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนด้วยข้อดีของต้นทุนที่ต่ำและประสิทธิภาพอัตราที่สูง
เวลาโพสต์: ต.ค. 19-2022