Was ist der Unterschied zwischen LFP und Ternärbatterie?

Mit der rasanten Entwicklung des neuen Energiemarktes werden Lithiumbatterien als zentrale Energiequelle immer vielfältiger. Unter ihnen sind Lithiumeisenphosphat und ternäres Lithium derzeit die beiden am weitesten verbreiteten Batterien auf dem Batteriemarkt. Im Folgenden konzentrieren wir uns auf die Vorstellung dieser beiden Batterietypen und verstehen ihre Unterschiede.

Lithium-Eisenphosphat-Materialien und Batterien

Das Kathodenmaterial von Lithiumeisenphosphatbatterien ist Lithiumeisenphosphat (LiFePO4), das eine olivinartige Struktur aufweist. Dieses Material ist kostengünstig, umweltfreundlich, ungiftig und äußerst sicher. Allerdings kann seine relativ geringe elektronische Leitfähigkeit die Lade- und Entladeleistung der Batterie beeinträchtigen. Der Lade- und Entladevorgang von LiFePO4-Material umfasst hauptsächlich den Übergang zwischen LiFePO4- und FePO4-Phasen mit einer geringen Volumenänderungsrate, wodurch das Material äußerst stabil wird. Daher stehen die Sicherheit und Stabilität von Lithiumeisenphosphat-Materialien und -Batterien außer Zweifel.

Abbildung 1-Modelldiagramm des Lithiumeisenphosphatmaterials

Ternäre Lithium-Ionen-Batterie (NCM) bezieht sich auf eine Lithium-Ionen-Batterie, die drei Übergangsmetalloxide von Nickel, Kobalt und Mangan als positive Elektrodenmaterialien verwendet. Da es die Vorteile von Lithium-Kobalt-Oxid, Lithium-Nickel-Oxid und Lithium-Mangan-Oxid vereint, ist seine Leistung besser als bei jedem oben genannten Einkomponenten-Positivelektrodenmaterial. Experimentelle Analysen zeigen, dass drei Elemente mit unterschiedlichen Wertigkeiten eine Übergitterstruktur bilden, und es gibt einen offensichtlichen synergistischen Effekt zwischen den drei Komponenten, der das Material stabiler macht, und die Entladungsplattform beträgt bis zu 3,7 V/3,8 V, so dass dies berücksichtigt wird eines der vielversprechendsten positiven Elektrodenmaterialien zu sein. Ternäre Batterien verfügen über hervorragende elektrochemische Eigenschaften wie hohe Energiedichte, gute Sicherheit und Stabilität, Unterstützung für Hochentladungsraten und moderate Kostenvorteile. Sie werden häufig in kleinen und mittelgroßen Lithium-Ionen-Batteriebereichen eingesetzt, beispielsweise in digitalen Unterhaltungselektronikprodukten, Industrieanlagen und medizinischen Instrumenten, und haben ein starkes Entwicklungspotenzial in Bereichen mit leistungsstarken Lithium-Ionen-Batterien wie intelligenten Robotern und AGV-Logistik gezeigt Fahrzeuge, Drohnen und neue Energiefahrzeuge.

Ternäres Lithium wird hauptsächlich in diese Typen entsprechend dem Elementverhältnis des positiven Elektrodenmaterials unterteilt: NCM111, NCM622, NCM811, NCM523, usw.

Abbildung 2-Phasendiagramm des ternären Systems zwischen LNO, LCO und LMO

Vergleichende Analyse zweier Materialien und Batterien

• Energiedichte

• Sicherheit

• Leistungsleistung

• Temperatureignung

• Kosten- und Umweltfaktoren

Ternäre Materialien enthalten seltene Metalle wie Ni und Co und ihre Kosten sind höher als die von Lithiumeisenphosphat. Mit der Verbesserung der Materialien und Batterietechnologie sind die Kosten für Ternär- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien deutlich gesunken. Derzeit ist der Marktpreis für ternäre Batterien höher als der für Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Gleichzeitig sind die Ni- und Co-Elemente in den ternären Materialien und Batterien im Vergleich zu den umweltfreundlichen Fe- und P-Elementen umweltschädlicher. In Kombination mit den oben genannten Faktoren ist die Nachfrage nach Umweltkontrolle und Abfallrecycling von ternären Materialien und Batterien dringender.

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