Может ли фосфат железа, легированный титаном, стать идеальным улучшением на пути к высококлассным аккумуляторам

На фоне быстрого развития новой энергетической отрасли литий-железо-фосфат (LFP) стал основным материалом в секторах NEV и ESS, используя свои преимущества низкой стоимости и высокой безопасности. Однако отрасль сталкивается с такими проблемами, как нехватка высококачественных мощностей, жесткая конкуренция и снижение рентабельности, что делает технологические инновации неотложными. В этом контексте технология легированного титаном фосфата железа выделяется как ключевой прорыв для улучшения характеристик материалов и стимулирования промышленного развития.

Преимущества повышения производительности фосфата железа, легированного титаном

Улучшенная электронная проводимость

Титан и железо имеют схожие кристаллические структуры, что позволяет титану легко интегрироваться в решетку LFP после легирования. Этот процесс расширяет каналы миграции электронов, позволяя электронной проводимости LiFePO₄ подняться с чрезвычайно низкого значения 10⁻¹⁰ См/см до 10⁻⁴ См/см. Это похоже на открытие «шоссе» для электронного транспорта, что значительно повышает эффективность электронного переноса материала.

Оптимизированная производительность кристалла и аккумулятора

Титан эффективно подавляет чрезмерный рост кристаллов LFP, уменьшая размер первичных частиц. Более мелкие частицы обеспечивают больше активных участков для ионов лития во время зарядки и разрядки с высокой скоростью C, снижая импеданс батареи и повышая производительность при высокой скорости C. Благодаря точному управлению процессом кристаллизации для регулирования размера зерна не только сокращается путь диффузии ионов лития, но и увеличивается плотность уплотнения электродов, тем самым повышая плотность энергии батареи и поддерживая большие запасы хода для электромобилей и накопителей энергии большой емкости для ESS.

Улучшенная термическая стабильность и безопасность

Введение нано-титана образует на поверхности LFP-материалов устойчивую защитную пленку. При высоких температурах эта пленка подавляет реакции разложения материала, повышая безопасность аккумулятора и обеспечивая стабильную работу электромобилей в жарких регионах и наружных ESS.

Статус применения фосфата железа, легированного титаном

Сектор электромобилей

Транспортные средства, оснащенные аккумуляторами на основе фосфата железа с добавлением титана, демонстрируют превосходную производительность быстрой зарядки и увеличенный срок службы, что значительно снижает затраты на замену аккумуляторов в течение всего жизненного цикла транспортного средства.

Сектор ESS

Даже при низких температурах -20°C легированные титаном батареи фосфата железа сохраняют уровень сохранения емкости более 80%. Это позволяет им адаптироваться к сложным сценариям хранения энергии в северных регионах с суровыми холодами и высокогорных районах с большими перепадами температур, обеспечивая стабильное хранение и высвобождение энергии. В будущем технология легирования фосфата железа титаном продолжит совершать прорывы в процессах, стоимости и областях применения. С точки зрения процесса будут изучаться более точные и эффективные методы легирования, а также будут изучаться технологии синергетического легирования для дальнейшего раскрытия потенциала повышения производительности. С точки зрения контроля затрат, с развитием технологий и оптимизацией производственных процессов будет достигнуто крупномасштабное производство, что снизит затраты. С точки зрения областей применения, в дополнение к электромобилям и системам хранения энергии, технология также будет распространена на небольшие мобильные устройства, аэрокосмическую промышленность и другие области, придавая импульс зеленому развитию многих отраслей промышленности.

Благодаря своим значительным эксплуатационным преимуществам технология легирования фосфата железа титаном уже продемонстрировала сильные возможности в существующих областях. В будущем ожидается достижение прорывов в нескольких измерениях, что выведет новую энергетическую отрасль на новые высоты.

Источник: https://news.metal.com/newscontent/103337424/%E3%80%90SMM-Analysis%E3%80%91Can-Titanium-Doped-Iron-Phosphate-Be-the-Perfect-Upgrade-for-the-Path-to-High-End-Development