Prestatievergelijking van NCM, LFP en LFMP

1. Wat is lithiumijzer-mangaanfosfaat?

Lithium ijzer-mangaanfosfaat is een nieuw kathodemateriaal gevormd door het doteren van lithium ijzerfosfaat met een bepaalde hoeveelheid mangaanelement. Sinds het ionisch stralen en sommige chemische eigenschappen van mangaan- en ijzerelementen zijn vergelijkbaar, Lithium-ijzer-mangaanfosfaat en lithium-ijzerfosfaat zijn vergelijkbaar in structuur, en beide hebben een olivijnstructuur. Vanuit het perspectief van energie dichtheid, lithium-ijzer-mangaanfosfaat is superieur aan lithium-ijzer fosfaat, dus het wordt beschouwd als een ‘verbeterde versie van lithiumijzer fosfaat".

Lithium ijzer-mangaanfosfaat kan het knelpunt van de energiedichtheid doorbreken lithium-ijzerfosfaat. Momenteel is de maximale energiedichtheid van lithiumijzer fosfaat is gestabiliseerd op ongeveer 161~164Wh/kg. Als materiaal op fosfaatbasis bij hogere energiedichtheid de toepassing van lithiumijzer-mangaanfosfaat kan helpen het knelpunt in de energiedichtheid van lithiumijzerfosfaat te doorbreken, waardoor industrialisatiekansen ontstaan.

Lithium ijzer-mangaanfosfaat heeft voordelen op het gebied van energiedichtheid, veiligheid, laag temperatuurprestaties en kosten.

2.Prestatievergelijking van NCM, LFP en LFMP

Prestatievergelijking tabel

Energiedichtheid: NCM (hoog nikkel) LMFP LFP

Mangaanelement heeft het voordeel van hoogspanning. Lithiumijzer-mangaanfosfaat wordt ermee gedoteerd mangaan op basis van lithiumijzerfosfaat om de spanning te verhogen platform van 3,4V naar 4,1V. De hoge spanning zorgt voor een hoge energiedichtheid. De De energiedichtheid van LMFP is 15% ~ 20% hoger dan die van LFP. De energiedichtheid van LMFP kan het niveau van NCM 523 of zelfs NCM 622 bereiken, wat aanzienlijk is voordelen ten opzichte van LFP.

Beveiliging: LFP â LMFP NCM

LMFP-kristal heeft een zeshoekige dicht opeengepakte structuur. Het grootste voordeel van deze structuur is zijn goede stabiliteit. Zelfs als alle lithiumionen tijdens het opladen worden losgemaakt, Er zal geen sprake zijn van een structurele ineenstorting. Tegelijkertijd de P-atomen in de materiële vorm PO4-tetraëders door sterke covalente bindingen van P-O, en het is moeilijk voor O-atomen om uit de structuur te ontsnappen, en dat geldt ook voor het materiaal zeer hoge veiligheid en stabiliteit.

Lage temperatuur prestatie: NCM LMFP LFP

Nano-LFP heeft een capaciteit retentiepercentage van ongeveer 67% bij -20°C, terwijl LMFP een capaciteit van 67% kan behouden 71%. Bij vermenging met NCM-materialen met een massaverhouding van 15% bedraagt ​​de retentiegraad kan 74% bereiken.

Productiekosten: NCM LFP ⥠LMFP

Van de materiële kant, de wereld is rijk aan mangaanertsreserves, en de kosten van LMFP en LFP zijn dat ook bijna hetzelfde. De productiekosten van LMFP zijn ongeveer 10% duurder dan LFP, maar de energiedichtheid van LMFP kan met 15% worden verhoogd. Via vervolg technologie en grondstoffenupgrades zullen de productiekosten minimaal zijn 10% lager dan LFP in de toekomst.

Vergelijking van geleidend eigenschappen van NCM, LFP en LFMP

3. Wat is de grootste knelpunt van lithium-ijzer-mangaanfosfaat?

Lithium-ijzer-mangaan fosfaat heeft gebreken in snelheidsprestaties, cyclusprestaties, enz., die belemmert de voortgang van de industrialisatie. De geleidbaarheid en lithiumion de diffusiesnelheid is laag en de snelheidsprestaties zijn relatief slecht.

Kristalstructuur: Hoewel de zeshoekige, dicht opeengepakte structuur van lithium-ijzer-mangaan fosfaat is veilig en stabiel, er is geen continue FeO6 (MnO6) gedeelde rand octaëdernetwerk in het materiaal, maar is verbonden via PO4-tetraëders. Daarom kan het geen continue Co-O-Co-structuur vormen zoals lithiumkobalt oxide materialen. Het materiaal heeft een slechte geleidbaarheid en een slechte hoge stroomsterkte ontladingsprestaties. Bovendien vormen deze veelvlakken een onderling verbonden geheel driedimensionale structuur, die de beweging van lithiumionen naar binnen beperkt eendimensionale kanalen.

Metaaleigenschappen: Het mangaanelement heeft een relatief zwakke geleidbaarheid. De transitie-energiekloof van elektronen in lithiumijzer-mangaanfosfaat is zo hoog als 2eV (de transitie energiekloof van lithiumijzerfosfaat is 0,3 eV), wat de nadelen heeft lage geleidbaarheid en ionenmobiliteit.