Desarrollo de LMFP y análisis del espacio de mercado
La batería de iones de litio es actualmente el producto de baterías con el mejor rendimiento global, y también es el producto de baterías con el rango de aplicación más amplio. Las baterías de iones de litio se componen de cátodo, ánodo, electrolito, separador y otras piezas. Entre ellos, el materiales catódicos son la fuente de iones de litio, que determinan el rendimiento de las baterías de iones de litio, determinan directamente la densidad energética y la seguridad de las baterías y, a continuación, afectan al rendimiento general de las baterías.
Índice
El desarrollo de materiales para cátodos y los avances tecnológicos son de gran importancia para la industria de las baterías de iones de litio. Este artículo se centra en explorar LMFPEl objetivo de este proyecto, un nuevo tipo de material catódico, es comprender el panorama de desarrollo y el espacio de mercado del fosfato de litio, manganeso y hierro, así como otra información relacionada, y, sobre esta base, aclarar la tendencia general de desarrollo futuro del fosfato de litio, manganeso y hierro.
Visión general de LMFP
El LMFP se considera una versión mejorada del LFP en la industria, y es una solución de mejora del LFP relativamente factible en la actualidad. Esta solución consiste en dopar una cierta cantidad de manganeso sobre la base de LFP y ajustar la relación de su número atómico con el hierro para aumentar la plataforma de tensión del material. El LMFP es un producto mejorado del LFP. Tiene propiedades similares al LFP y al LMFP.
Tiene mejor estabilidad térmica, estabilidad química y economía que los materiales ternarios, y al mismo tiempo tiene una densidad energética mayor que el LFP. En la actualidad, la densidad energética del LFP, el principal material catódico del mercado, casi ha alcanzado el límite superior, y se espera que el LMFP rompa el cuello de botella. La densidad energética de las baterías de LFP alcanza los 161,27 Wh/kg, y no ha cambiado mucho en los últimos años, por lo que el LMFP se ha desarrollado.
La capacidad teórica en gramos de las baterías LFP es de 170mAh/g, que casi ha alcanzado el límite en la actualidad, por lo que aumentar la plataforma de voltaje es el factor decisivo para aumentar la densidad energética. Las características de alto voltaje del manganeso en LMFP hacen que LMFP tenga una plataforma de voltaje más alta que LFP, que puede romper el límite superior actual de la densidad de energía de las baterías.
Ventajas del desarrollo de LMFP
● En comparación con los materiales ternarios, LMFP tiene bajo coste, alto ciclo y alta estabilidad.
En comparación con los materiales ternarios, los LMFP tienen menor coste, mayor duración de los ciclos y una estructura más estable. Las principales materias primas de los materiales ternarios son el cobalto, el níquel y el manganeso, mientras que los principales elementos de los LMFP son el manganeso y el hierro.
Según los datos divulgados, el precio de mercado del cobalto y el níquel es muy superior al del manganeso, por lo que el coste de los materiales ternarios será superior al de los LMFP. Además, la vida útil de los LMFP puede llegar a 2.000 veces, mientras que la de los materiales ternarios sólo oscila entre 800 y 2.000 veces, por lo que la diferencia es evidente.
Desde el punto de vista estructural, en comparación con los materiales ternarios con estructura en capas, los LMFP con estructura de olivino serán más estables durante la carga y la descarga. Incluso si todos los iones de litio se liberan durante la carga, no habrá ningún problema de colapso estructural. Al mismo tiempo, los átomos de P en LMFP forman tetraedros PO4 a través de fuertes enlaces covalentes P-O, y los átomos de O son difíciles de escapar de la estructura, lo que también hace que LMFP tenga una alta seguridad y estabilidad.
● En comparación con el LFP, el LMFP presenta ventajas destacadas en alta presión y baja temperatura.
Comparado con el litio LPF, el LMFP tiene un alto voltaje, una alta densidad energética y un mejor rendimiento a baja temperatura. El LMFP y el LFP tienen la misma capacidad teórica, pero la plataforma de voltaje del LFP es de sólo 3,4V, mientras que el LMFP puede alcanzar hasta 4,1V, y se encuentra en la ventana electroquímica estable del sistema de electrolito orgánico, lo que también hace que el LMFP tenga un límite superior más alto de densidad energética. Además, cuando la capacidad real de LMFP es la misma que la de LFP, la densidad energética de LMFP puede aumentar en 15% en comparación con el fosfato de hierro y litio.
● El desarrollo de LMFP se une a la economía
En la actualidad, las fábricas de baterías y de cátodos están más ávidas de soluciones que puedan aumentar la densidad energética desde el punto de vista técnico. Debido a los problemas de rendimiento y dificultad de producción de las LMFP, ha permanecido en silencio durante mucho tiempo, pero la densidad energética de las baterías de LFP se acerca al valor extremo, y el continuo avance de la tecnología de las baterías de litio-manganeso ha resonado. Muchos fabricantes han empezado a prestar atención a las LMFP por su economía.
Factores limitantes del desarrollo de la LMFP
Como versión mejorada de la LFP, la LMFP hereda las ventajas de la LFP, como el bajo coste, la alta estabilidad térmica y la alta seguridad, y compensa sus deficiencias, como la baja densidad energética y la escasa estabilidad a baja temperatura. Sin embargo, el LMFP también tiene problemas como la baja conductividad, el bajo rendimiento de la tasa y el bajo rendimiento del ciclo.
● La conductividad y la velocidad de difusión de iones de litio limitan el desarrollo de LMFP. ● El efecto Jahn-Teller reduce la vida útil y la estabilidad del ciclo. ● La plataforma de doble voltaje aumenta la dificultad de gestión del sistema de gestión de baterías (BMS) en la etapa posterior.
El proceso de industrialización de los LMFP se está acelerando, y el mercado cada vez los favorece más. Aunque los factores anteriores limitan en cierta medida el proceso de comercialización de LMFP, con el progreso de las tecnologías de modificación, como el recubrimiento de carbono, la nanometerización y la tecnología de suplementación de litio.
Los factores que limitan su desarrollo se han mejorado mucho, y el proceso de industrialización de LMFP se ha acelerado enormemente. Basándose en las ventajas y desventajas de los LMFP y en el estado actual de las mejoras técnicas, el mercado favorece cada vez más los LMFP.
Ruta técnica de preparación de la LMFP
La ruta tecnológica industrial actual de LMFP es integrarse con la tecnología LFP, el objetivo principal es seguir utilizando el equipo LFP, reduciendo así la entrada de costes. El proceso de LMFP de grado batería es: método de fase sólida y método de fase líquida. Tras un largo periodo de investigación técnica, se han logrado avances en tecnologías clave y se puede alcanzar la producción en masa.
● Síntesis en fase sólida
El proceso de equipamiento para preparar LMFP es similar al del método de fase sólida existente para preparar LFP. Teniendo en cuenta los costes de producción en masa y la acumulación de tecnología, los principales fabricantes del sector se centrarán en la preparación en fase sólida en el futuro. El proceso incluye la molienda del precursor, el tratamiento térmico, la molienda secundaria y la calcinación a alta temperatura.
El método de síntesis en fase sólida presenta una baja dificultad de industrialización y una alta densidad de compactación, pero el gran tamaño de las partículas y la distribución desigual dan lugar a una escasa consistencia del material, un largo proceso de reacción y un elevado consumo de energía. La diferencia con el proceso LFP es que el método en fase sólida necesita añadir un precursor de fosfato de manganeso para la molienda, y el equipo de proceso de secado y calcinación después de la molienda puede ser el mismo.
● Método de fase líquida
Los métodos en fase líquida pueden dividirse a su vez en métodos hidrotérmicos, métodos sol-gel, métodos de coprecipitación y similares. El método hidrotérmico es el más utilizado y se emplea para producir materiales catódicos a nanoescala.
El producto obtenido por secado sol-gel es uniforme en fase y fácil de controlar en tamaño de partícula, pero el proceso de secado es más complicado. El método de coprecipitación se utiliza a menudo para sintetizar precursores de ferromanganeso y, a continuación, añadir carbonato de litio y dihidrogenofosfato de amonio para obtener el producto acabado tras la molienda por bolas y la calcinación. El método de coprecipitación es relativamente sencillo de utilizar y fácil de producir en masa.
En el proceso anterior, LMFP y LFP pueden utilizar el mismo equipo. En el proceso de sinterización posterior, la temperatura del horno y el proceso de sinterización se modifican ligeramente, y otros pasos del proceso son básicamente similares, con menos sustitución de equipos. Sin embargo, el manganeso permanece en el equipo una vez finalizado el proceso LMFP y no puede utilizarse directamente para preparar LFP, por lo que no puede mezclarse con el equipo del proceso LFP.
Espacio de mercado LMFP
Se prevé que la LMFP tendrá abundantes campos de aplicación en el futuro de materiales para bateríasy se espera que la demanda del mercado alcance los 144,13 GWh en 2025, y los campos de aplicación se centrarán en los siguientes aspectos:
● Campo de la batería de alimentación del vehículo
El LMFP presenta ventajas en el uso puro y en la composición, y tiene amplias perspectivas de desarrollo. Por un lado, LMFP puede sustituir el uso de LFP en las baterías de potencia, por otro, LMFP puede utilizarse como estabilizador y combinarse con materiales ternarios. Según las estimaciones, se calcula que en 2025 la demanda total de LMFP en el campo de las baterías de potencia para vehículos alcanzará los 80,7GWh. A continuación los 10 mayores fabricantes de baterías del mundo.
● Ámbito de los vehículos eléctricos de dos ruedas
La cuota de mercado de los LMFP rentables avanza rápidamente. Según las estimaciones, en 2025, los LFP representarán 35% de la cuota de mercado mundial. bicicleta eléctrica de dos ruedasy el ternario o manganato de litio representará 65%. Con sus ventajas más evidentes en cuanto a rendimiento y coste, el LMFP sustituirá gradualmente al LFP o se utilizará en combinación con componentes ternarios. Se estima que la demanda en el campo de los vehículos de dos ruedas alcanzará los 18,43GWh en 2025.
● Campo de almacenamiento de energía
El LMFP tiene una ventaja de densidad energética sobre el LFP. La madurez del mercado energético, la sucesiva promulgación de políticas favorables y un espacio económico cada vez más prominente ilustran el enorme potencial de desarrollo del campo del almacenamiento de energía. Se calcula que en el campo del almacenamiento de energía, para 2025, la tasa de sustitución de LMFP por LFP será de 10%, y la demanda alcanzará los 45GWh.
Si desea información sobre los fabricantes de LMFP, consulte la página 10 principales empresas LMFP en China. Espero que le sea útil.
Hola queridos lectores, me presento con confianza como un autor con una ferviente pasión por la escritura y una importante experiencia en el sector del intercambio de baterías. Mi formación académica incluye una licenciatura en Ingeniería Electrónica, y anteriormente he trabajado como ingeniero de baterías en una renombrada empresa de baterías eléctricas, participando activamente y dirigiendo varios proyectos de estaciones de intercambio de motocicletas, desde el diseño hasta la implementación operativa.
A lo largo de los años, he explorado activamente e investigado en profundidad las tecnologías de intercambio, los modelos de negocio y las tendencias del mercado. A través de la experiencia práctica, he acumulado valiosos conocimientos, contribuyendo activamente a diversos aspectos de la planificación de la estación, la selección de equipos y la gestión operativa.
Estoy deseando compartir mis conocimientos y experiencias en el ámbito del intercambio de baterías. Creo que mis escritos le ayudarán a comprender mejor este sector en rápida evolución y le aportarán valiosas ideas para su toma de decisiones. Emprendamos juntos un apasionante viaje para explorar el mundo del intercambio de baterías.
Desarrollo de LMFP y análisis del espacio de mercado
La batería de iones de litio es actualmente el producto de baterías con el mejor rendimiento global, y también es el producto de baterías con el rango de aplicación más amplio. Las baterías de iones de litio se componen de cátodo, ánodo, electrolito, separador y otras piezas. Entre ellos, el materiales catódicos son la fuente de iones de litio, que determinan el rendimiento de las baterías de iones de litio, determinan directamente la densidad energética y la seguridad de las baterías y, a continuación, afectan al rendimiento general de las baterías.
El desarrollo de materiales para cátodos y los avances tecnológicos son de gran importancia para la industria de las baterías de iones de litio. Este artículo se centra en explorar LMFPEl objetivo de este proyecto, un nuevo tipo de material catódico, es comprender el panorama de desarrollo y el espacio de mercado del fosfato de litio, manganeso y hierro, así como otra información relacionada, y, sobre esta base, aclarar la tendencia general de desarrollo futuro del fosfato de litio, manganeso y hierro.
Visión general de LMFP
El LMFP se considera una versión mejorada del LFP en la industria, y es una solución de mejora del LFP relativamente factible en la actualidad. Esta solución consiste en dopar una cierta cantidad de manganeso sobre la base de LFP y ajustar la relación de su número atómico con el hierro para aumentar la plataforma de tensión del material. El LMFP es un producto mejorado del LFP. Tiene propiedades similares al LFP y al LMFP.
Tiene mejor estabilidad térmica, estabilidad química y economía que los materiales ternarios, y al mismo tiempo tiene una densidad energética mayor que el LFP. En la actualidad, la densidad energética del LFP, el principal material catódico del mercado, casi ha alcanzado el límite superior, y se espera que el LMFP rompa el cuello de botella. La densidad energética de las baterías de LFP alcanza los 161,27 Wh/kg, y no ha cambiado mucho en los últimos años, por lo que el LMFP se ha desarrollado.
La capacidad teórica en gramos de las baterías LFP es de 170mAh/g, que casi ha alcanzado el límite en la actualidad, por lo que aumentar la plataforma de voltaje es el factor decisivo para aumentar la densidad energética. Las características de alto voltaje del manganeso en LMFP hacen que LMFP tenga una plataforma de voltaje más alta que LFP, que puede romper el límite superior actual de la densidad de energía de las baterías.
Ventajas del desarrollo de LMFP
● En comparación con los materiales ternarios, LMFP tiene bajo coste, alto ciclo y alta estabilidad.
En comparación con los materiales ternarios, los LMFP tienen menor coste, mayor duración de los ciclos y una estructura más estable. Las principales materias primas de los materiales ternarios son el cobalto, el níquel y el manganeso, mientras que los principales elementos de los LMFP son el manganeso y el hierro.
Según los datos divulgados, el precio de mercado del cobalto y el níquel es muy superior al del manganeso, por lo que el coste de los materiales ternarios será superior al de los LMFP. Además, la vida útil de los LMFP puede llegar a 2.000 veces, mientras que la de los materiales ternarios sólo oscila entre 800 y 2.000 veces, por lo que la diferencia es evidente.
Desde el punto de vista estructural, en comparación con los materiales ternarios con estructura en capas, los LMFP con estructura de olivino serán más estables durante la carga y la descarga. Incluso si todos los iones de litio se liberan durante la carga, no habrá ningún problema de colapso estructural. Al mismo tiempo, los átomos de P en LMFP forman tetraedros PO4 a través de fuertes enlaces covalentes P-O, y los átomos de O son difíciles de escapar de la estructura, lo que también hace que LMFP tenga una alta seguridad y estabilidad.
● En comparación con el LFP, el LMFP presenta ventajas destacadas en alta presión y baja temperatura.
Comparado con el litio LPF, el LMFP tiene un alto voltaje, una alta densidad energética y un mejor rendimiento a baja temperatura. El LMFP y el LFP tienen la misma capacidad teórica, pero la plataforma de voltaje del LFP es de sólo 3,4V, mientras que el LMFP puede alcanzar hasta 4,1V, y se encuentra en la ventana electroquímica estable del sistema de electrolito orgánico, lo que también hace que el LMFP tenga un límite superior más alto de densidad energética. Además, cuando la capacidad real de LMFP es la misma que la de LFP, la densidad energética de LMFP puede aumentar en 15% en comparación con el fosfato de hierro y litio.
● El desarrollo de LMFP se une a la economía
En la actualidad, las fábricas de baterías y de cátodos están más ávidas de soluciones que puedan aumentar la densidad energética desde el punto de vista técnico. Debido a los problemas de rendimiento y dificultad de producción de las LMFP, ha permanecido en silencio durante mucho tiempo, pero la densidad energética de las baterías de LFP se acerca al valor extremo, y el continuo avance de la tecnología de las baterías de litio-manganeso ha resonado. Muchos fabricantes han empezado a prestar atención a las LMFP por su economía.
Factores limitantes del desarrollo de la LMFP
Como versión mejorada de la LFP, la LMFP hereda las ventajas de la LFP, como el bajo coste, la alta estabilidad térmica y la alta seguridad, y compensa sus deficiencias, como la baja densidad energética y la escasa estabilidad a baja temperatura. Sin embargo, el LMFP también tiene problemas como la baja conductividad, el bajo rendimiento de la tasa y el bajo rendimiento del ciclo.
● La conductividad y la velocidad de difusión de iones de litio limitan el desarrollo de LMFP.
● El efecto Jahn-Teller reduce la vida útil y la estabilidad del ciclo.
● La plataforma de doble voltaje aumenta la dificultad de gestión del sistema de gestión de baterías (BMS) en la etapa posterior.
El proceso de industrialización de los LMFP se está acelerando, y el mercado cada vez los favorece más. Aunque los factores anteriores limitan en cierta medida el proceso de comercialización de LMFP, con el progreso de las tecnologías de modificación, como el recubrimiento de carbono, la nanometerización y la tecnología de suplementación de litio.
Los factores que limitan su desarrollo se han mejorado mucho, y el proceso de industrialización de LMFP se ha acelerado enormemente. Basándose en las ventajas y desventajas de los LMFP y en el estado actual de las mejoras técnicas, el mercado favorece cada vez más los LMFP.
Ruta técnica de preparación de la LMFP
La ruta tecnológica industrial actual de LMFP es integrarse con la tecnología LFP, el objetivo principal es seguir utilizando el equipo LFP, reduciendo así la entrada de costes. El proceso de LMFP de grado batería es: método de fase sólida y método de fase líquida. Tras un largo periodo de investigación técnica, se han logrado avances en tecnologías clave y se puede alcanzar la producción en masa.
● Síntesis en fase sólida
El proceso de equipamiento para preparar LMFP es similar al del método de fase sólida existente para preparar LFP. Teniendo en cuenta los costes de producción en masa y la acumulación de tecnología, los principales fabricantes del sector se centrarán en la preparación en fase sólida en el futuro. El proceso incluye la molienda del precursor, el tratamiento térmico, la molienda secundaria y la calcinación a alta temperatura.
El método de síntesis en fase sólida presenta una baja dificultad de industrialización y una alta densidad de compactación, pero el gran tamaño de las partículas y la distribución desigual dan lugar a una escasa consistencia del material, un largo proceso de reacción y un elevado consumo de energía. La diferencia con el proceso LFP es que el método en fase sólida necesita añadir un precursor de fosfato de manganeso para la molienda, y el equipo de proceso de secado y calcinación después de la molienda puede ser el mismo.
● Método de fase líquida
Los métodos en fase líquida pueden dividirse a su vez en métodos hidrotérmicos, métodos sol-gel, métodos de coprecipitación y similares. El método hidrotérmico es el más utilizado y se emplea para producir materiales catódicos a nanoescala.
El producto obtenido por secado sol-gel es uniforme en fase y fácil de controlar en tamaño de partícula, pero el proceso de secado es más complicado. El método de coprecipitación se utiliza a menudo para sintetizar precursores de ferromanganeso y, a continuación, añadir carbonato de litio y dihidrogenofosfato de amonio para obtener el producto acabado tras la molienda por bolas y la calcinación. El método de coprecipitación es relativamente sencillo de utilizar y fácil de producir en masa.
En el proceso anterior, LMFP y LFP pueden utilizar el mismo equipo. En el proceso de sinterización posterior, la temperatura del horno y el proceso de sinterización se modifican ligeramente, y otros pasos del proceso son básicamente similares, con menos sustitución de equipos. Sin embargo, el manganeso permanece en el equipo una vez finalizado el proceso LMFP y no puede utilizarse directamente para preparar LFP, por lo que no puede mezclarse con el equipo del proceso LFP.
Espacio de mercado LMFP
Se prevé que la LMFP tendrá abundantes campos de aplicación en el futuro de materiales para bateríasy se espera que la demanda del mercado alcance los 144,13 GWh en 2025, y los campos de aplicación se centrarán en los siguientes aspectos:
● Campo de la batería de alimentación del vehículo
El LMFP presenta ventajas en el uso puro y en la composición, y tiene amplias perspectivas de desarrollo. Por un lado, LMFP puede sustituir el uso de LFP en las baterías de potencia, por otro, LMFP puede utilizarse como estabilizador y combinarse con materiales ternarios. Según las estimaciones, se calcula que en 2025 la demanda total de LMFP en el campo de las baterías de potencia para vehículos alcanzará los 80,7GWh. A continuación los 10 mayores fabricantes de baterías del mundo.
● Ámbito de los vehículos eléctricos de dos ruedas
La cuota de mercado de los LMFP rentables avanza rápidamente. Según las estimaciones, en 2025, los LFP representarán 35% de la cuota de mercado mundial. bicicleta eléctrica de dos ruedasy el ternario o manganato de litio representará 65%. Con sus ventajas más evidentes en cuanto a rendimiento y coste, el LMFP sustituirá gradualmente al LFP o se utilizará en combinación con componentes ternarios. Se estima que la demanda en el campo de los vehículos de dos ruedas alcanzará los 18,43GWh en 2025.
● Campo de almacenamiento de energía
El LMFP tiene una ventaja de densidad energética sobre el LFP. La madurez del mercado energético, la sucesiva promulgación de políticas favorables y un espacio económico cada vez más prominente ilustran el enorme potencial de desarrollo del campo del almacenamiento de energía. Se calcula que en el campo del almacenamiento de energía, para 2025, la tasa de sustitución de LMFP por LFP será de 10%, y la demanda alcanzará los 45GWh.
Si desea información sobre los fabricantes de LMFP, consulte la página 10 principales empresas LMFP en China. Espero que le sea útil.
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