Baterai lithium-ion saat ini merupakan produk baterai dengan kinerja komprehensif terbaik, dan juga merupakan produk baterai dengan rentang aplikasi terluas. Baterai lithium-ion terdiri dari katoda, anoda, elektrolit, pemisah, dan bagian lainnya. Di antara mereka bahan katoda adalah sumber ion lithium, yang menentukan kinerja baterai lithium-ion, secara langsung menentukan kepadatan energi dan keamanan baterai, dan kemudian mempengaruhi kinerja baterai secara keseluruhan.
Daftar Isi
Pengembangan bahan katoda dan terobosan teknologi sangat penting bagi industri baterai lithium-ion. Artikel ini berfokus pada eksplorasi LMFPjenis bahan katoda baru, untuk memahami gambaran umum pengembangan dan ruang pasar LMFP dan informasi terkait lainnya, dan atas dasar ini, untuk memperjelas tren pengembangan masa depan lithium manganese iron phosphate secara keseluruhan.
Gambaran umum LMFP
LMFP dianggap sebagai versi upgrade dari LFP di industri, dan merupakan solusi upgrade LFP yang saat ini relatif layak. Solusi ini adalah dengan membubuhkan sejumlah mangan berdasarkan LFP dan menyesuaikan rasio nomor atomnya dengan besi untuk meningkatkan platform tegangan material. LMFP adalah produk yang ditingkatkan dari LFP. Ini memiliki sifat yang mirip dengan LFP dan LMFP.
Ini memiliki stabilitas termal, stabilitas kimia, dan ekonomi yang lebih baik daripada bahan terner, dan pada saat yang sama memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi daripada LFP. Saat ini, kepadatan energi LFP, bahan katoda utama di pasar, hampir mencapai batas atas, dan LMFP diharapkan dapat memecahkan kemacetan. Kepadatan energi baterai LFP setinggi 161,27Wh / kg, dan tidak banyak berubah dalam beberapa tahun terakhir, sehingga LMFP telah berkembang.
Kapasitas gram teoritis baterai LFP adalah 170mAh / g, yang hampir mencapai batas saat ini, sehingga meningkatkan platform tegangan adalah faktor penentu untuk meningkatkan kepadatan energi. Karakteristik tegangan tinggi mangan dalam LMFP membuat LMFP memiliki platform tegangan yang lebih tinggi daripada LFP, yang dapat menembus batas atas kepadatan energi baterai saat ini.
Keuntungan pengembangan LMFP
Dibandingkan dengan bahan terner, LMFP memiliki biaya rendah, siklus tinggi, dan stabilitas tinggi
Dibandingkan dengan bahan terner, LMFP memiliki biaya yang lebih rendah, waktu siklus yang lebih tinggi, dan struktur yang lebih stabil. Bahan baku utama bahan terner termasuk kobalt, nikel dan mangan, sedangkan elemen utama LMFP adalah mangan dan besi.
Menurut pengungkapan data, harga pasar kobalt dan nikel jauh lebih tinggi daripada harga mangan, sehingga biaya bahan terner akan lebih tinggi daripada LMFP. Selain itu, siklus hidup LMFP mencapai 2000 kali, sedangkan siklus hidup bahan terner hanya antara 800 dan 2000 kali, dan kesenjangannya jelas.
Dari sudut pandang struktural, dibandingkan dengan bahan terner dengan struktur berlapis, LMFP dengan struktur olivin akan lebih stabil selama pengisian dan pemakaian. Bahkan jika semua ion litium dilepaskan selama pengisian daya, tidak akan ada masalah keruntuhan struktural. Pada saat yang sama, atom P dalam LMFP membentuk tetrahedron PO4 melalui ikatan kovalen P-O yang kuat, dan atom O sulit untuk keluar dari struktur, yang juga membuat LMFP memiliki keamanan dan stabilitas yang tinggi.
Dibandingkan dengan LFP, LMFP memiliki keunggulan yang menonjol dalam tekanan tinggi dan suhu rendah
Dibandingkan dengan lithium LPF, LMFP memiliki tegangan tinggi, kepadatan energi tinggi, dan kinerja suhu rendah yang lebih baik. LMFP dan LFP memiliki kapasitas teoritis yang sama, tetapi platform tegangan LFP hanya 3.4V, sedangkan LMFP dapat mencapai hingga 4.1V, dan terletak di jendela elektrokimia yang stabil dari sistem elektrolit organik, yang juga membuat LMFP memiliki batas atas kepadatan energi yang lebih tinggi. Selain itu, ketika kapasitas aktual LMFP sama dengan LFP, kepadatan energi LMFP dapat ditingkatkan sebesar 15% dibandingkan dengan lithium iron phosphate.
Pengembangan HHBK bertemu dengan ekonomi
Saat ini, pabrik baterai dan pabrik katoda lebih menginginkan solusi yang dapat meningkatkan kepadatan energi dari tingkat teknis. Karena masalah kinerja LMFP dan kesulitan produksi, telah lama tidak terdengar, tetapi kepadatan energi baterai LFP mendekati nilai ekstrim, dan terobosan berkelanjutan dari teknologi baterai lithium mangan telah beresonansi. Banyak produsen mulai memperhatikan LMFP karena keekonomisannya.
Faktor-faktor penghambat pengembangan LMFP
Sebagai versi upgrade dari LFP, LMFP mewarisi keunggulan LFP seperti biaya rendah, stabilitas termal yang tinggi, dan keamanan yang tinggi, dan menutupi kekurangannya seperti kepadatan energi yang rendah dan stabilitas suhu rendah yang buruk. Namun, LMFP juga memiliki masalah seperti konduktivitas yang buruk, kinerja laju, dan kinerja siklus yang buruk.
Konduktivitas dan laju difusi ion litium membatasi pengembangan LMFP Efek Jahn-Teller mengurangi masa pakai siklus dan stabilitas siklus Platform tegangan ganda meningkatkan kesulitan pengelolaan sistem manajemen baterai (BMS) pada tahap selanjutnya
Proses industrialisasi LMFP semakin cepat dan semakin disukai oleh pasar. Meskipun faktor-faktor di atas membatasi proses komersialisasi LMFP sampai batas tertentu, dengan kemajuan teknologi modifikasi seperti pelapisan karbon, nanometerisasi, dan teknologi suplementasi lithium.
Faktor-faktor penghambat pengembangannya telah sangat ditingkatkan, dan proses industrialisasi LMFP telah sangat dipercepat. Berdasarkan kelebihan dan kekurangan LMFP dan status peningkatan teknis saat ini, LMFP semakin disukai oleh pasar.
Rute teknis persiapan LMFP
Rute teknologi industri LMFP saat ini adalah mengintegrasikan dengan teknologi LFP, tujuan utamanya adalah untuk terus menggunakan peralatan LFP, sehingga mengurangi input biaya. Proses LMFP tingkat baterai adalah: metode fase padat dan metode fase cair. Setelah periode penelitian teknis yang panjang, terobosan dalam teknologi utama telah dicapai, dan produksi massal dapat dicapai.
Sintesis fase padat
Proses peralatan untuk menyiapkan LMFP mirip dengan metode fase padat yang ada untuk menyiapkan LFP. Mempertimbangkan biaya produksi massal dan akumulasi teknologi, produsen utama dalam industri ini akan fokus pada persiapan fase padat di masa depan. Prosesnya meliputi penggilingan prekursor, perlakuan panas, penggilingan sekunder, dan kalsinasi suhu tinggi.
Metode sintesis fase padat memiliki tingkat kesulitan yang rendah dalam industrialisasi dan kepadatan pemadatan yang tinggi, tetapi ukuran partikel yang besar dan distribusi yang tidak merata menghasilkan konsistensi material yang buruk, proses reaksi yang lama dan konsumsi energi yang tinggi. Perbedaan dari proses LFP adalah bahwa metode fase padat perlu menambahkan prekursor fosfat mangan untuk penggilingan, dan peralatan proses pengeringan dan kalsinasi setelah penggilingan bisa sama.
Metode fase cair
Metode fase cair dapat dibagi lagi menjadi metode hidrotermal, metode sol-gel, metode pengendapan bersama, dan sejenisnya. Metode hidrotermal adalah yang paling banyak digunakan dan digunakan untuk menghasilkan bahan katoda skala nano.
Produk yang diperoleh dengan pengeringan sol-gel memiliki fasa yang seragam dan mudah dikontrol ukuran partikelnya, tetapi proses pengeringannya lebih rumit. Metode ko-presipitasi sering digunakan untuk mensintesis prekursor ferromangan, dan kemudian menambahkan litium karbonat dan amonium dihidrogen fosfat untuk mendapatkan produk jadi setelah penggilingan bola dan kalsinasi. Metode ko-presipitasi relatif mudah dioperasikan dan mudah untuk mencapai produksi massal.
Pada proses sebelumnya, LMFP dan LFP dapat menggunakan peralatan yang sama. Pada proses sintering berikutnya, suhu kiln dan proses sintering sedikit berubah, dan langkah-langkah proses lainnya pada dasarnya serupa, dengan penggantian peralatan yang lebih sedikit. Namun, mangan tetap berada di dalam peralatan setelah LMFP selesai dan tidak dapat langsung digunakan untuk menyiapkan LFP, sehingga tidak dapat dicampur dengan peralatan proses LFP.
Ruang pasar LMFP
Diperkirakan bahwa LMFP akan memiliki bidang aplikasi yang melimpah di masa depan bahan bateraidan permintaan pasar diperkirakan akan mencapai 144,13 GWh pada tahun 2025, dan bidang aplikasi akan fokus pada aspek-aspek berikut:
Bidang baterai daya kendaraan
LMFP memiliki keunggulan dalam penggunaan murni dan peracikan, serta memiliki prospek pengembangan yang luas. Di satu sisi, LMFP dapat menggantikan penggunaan LFP pada baterai daya, di sisi lain, LMFP dapat digunakan sebagai penstabil dan dikombinasikan dengan bahan terner. Menurut perkiraan, diperkirakan pada tahun 2025, total permintaan LMFP di bidang baterai daya kendaraan akan mencapai 80,7GWh. Berikut ini adalah 10 produsen baterai daya teratas di dunia.
Bidang kendaraan listrik roda dua
Pangsa pasar LMFP yang hemat biaya berkembang pesat. Menurut perkiraan, pada tahun 2025, LFP akan menyumbang 35% dari sepeda listrik roda duadan terner atau lithium manganate akan mencapai 65%. Dengan keunggulan kinerja dan biaya yang lebih jelas, LMFP secara bertahap akan menggantikan LFP atau digunakan dalam kombinasi dengan komponen terner. Diperkirakan permintaan di bidang kendaraan roda dua akan mencapai 18,43 GWh pada tahun 2025.
Bidang penyimpanan energi
LMFP memiliki keunggulan kepadatan energi dibandingkan LFP. Pasar tenaga listrik yang matang, kebijakan yang menguntungkan yang diumumkan secara berturut-turut, dan ruang ekonomi yang semakin menonjol, semuanya menggambarkan potensi pengembangan yang sangat besar dari bidang penyimpanan energi. Diperkirakan di bidang penyimpanan energi, pada tahun 2025, tingkat penggantian LMFP ke LFP akan mencapai 10%, dan permintaan akan mencapai 45GWh.
Untuk produsen LMFP yang relevan, silakan merujuk ke 10 perusahaan LMFP teratas di Cina. Saya harap ini akan membantu Anda.
Hai para pembaca yang budiman, dengan penuh percaya diri saya memperkenalkan diri saya sebagai seorang penulis yang memiliki hasrat yang kuat untuk menulis dan pengalaman yang substansial dalam industri penukaran baterai. Latar belakang pendidikan saya meliputi gelar sarjana di bidang Teknik Elektronik, dan saya sebelumnya menjabat sebagai insinyur baterai di sebuah perusahaan baterai terkenal, secara aktif berpartisipasi dalam dan memimpin berbagai proyek stasiun penukaran sepeda motor, mulai dari desain hingga implementasi operasional.
Selama bertahun-tahun, saya telah secara aktif mengeksplorasi dan meneliti secara ekstensif teknologi swapping, model bisnis, dan tren pasar. Melalui pengalaman praktis, saya telah mengumpulkan wawasan yang berharga, secara aktif berkontribusi pada berbagai aspek perencanaan stasiun, pemilihan peralatan, dan manajemen operasional.
Saya sangat menantikan untuk berbagi wawasan dan pengalaman saya dalam domain pertukaran baterai. Saya percaya bahwa tulisan saya akan membantu Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang industri yang berkembang pesat ini dan memberikan wawasan yang berharga untuk pengambilan keputusan Anda. Mari kita mulai perjalanan yang menarik untuk menjelajahi dunia pertukaran baterai bersama-sama!
Pengembangan LMFP dan analisis ruang pasar
Baterai lithium-ion saat ini merupakan produk baterai dengan kinerja komprehensif terbaik, dan juga merupakan produk baterai dengan rentang aplikasi terluas. Baterai lithium-ion terdiri dari katoda, anoda, elektrolit, pemisah, dan bagian lainnya. Di antara mereka bahan katoda adalah sumber ion lithium, yang menentukan kinerja baterai lithium-ion, secara langsung menentukan kepadatan energi dan keamanan baterai, dan kemudian mempengaruhi kinerja baterai secara keseluruhan.
Pengembangan bahan katoda dan terobosan teknologi sangat penting bagi industri baterai lithium-ion. Artikel ini berfokus pada eksplorasi LMFPjenis bahan katoda baru, untuk memahami gambaran umum pengembangan dan ruang pasar LMFP dan informasi terkait lainnya, dan atas dasar ini, untuk memperjelas tren pengembangan masa depan lithium manganese iron phosphate secara keseluruhan.
Gambaran umum LMFP
LMFP dianggap sebagai versi upgrade dari LFP di industri, dan merupakan solusi upgrade LFP yang saat ini relatif layak. Solusi ini adalah dengan membubuhkan sejumlah mangan berdasarkan LFP dan menyesuaikan rasio nomor atomnya dengan besi untuk meningkatkan platform tegangan material. LMFP adalah produk yang ditingkatkan dari LFP. Ini memiliki sifat yang mirip dengan LFP dan LMFP.
Ini memiliki stabilitas termal, stabilitas kimia, dan ekonomi yang lebih baik daripada bahan terner, dan pada saat yang sama memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi daripada LFP. Saat ini, kepadatan energi LFP, bahan katoda utama di pasar, hampir mencapai batas atas, dan LMFP diharapkan dapat memecahkan kemacetan. Kepadatan energi baterai LFP setinggi 161,27Wh / kg, dan tidak banyak berubah dalam beberapa tahun terakhir, sehingga LMFP telah berkembang.
Kapasitas gram teoritis baterai LFP adalah 170mAh / g, yang hampir mencapai batas saat ini, sehingga meningkatkan platform tegangan adalah faktor penentu untuk meningkatkan kepadatan energi. Karakteristik tegangan tinggi mangan dalam LMFP membuat LMFP memiliki platform tegangan yang lebih tinggi daripada LFP, yang dapat menembus batas atas kepadatan energi baterai saat ini.
Keuntungan pengembangan LMFP
Dibandingkan dengan bahan terner, LMFP memiliki biaya rendah, siklus tinggi, dan stabilitas tinggi
Dibandingkan dengan bahan terner, LMFP memiliki biaya yang lebih rendah, waktu siklus yang lebih tinggi, dan struktur yang lebih stabil. Bahan baku utama bahan terner termasuk kobalt, nikel dan mangan, sedangkan elemen utama LMFP adalah mangan dan besi.
Menurut pengungkapan data, harga pasar kobalt dan nikel jauh lebih tinggi daripada harga mangan, sehingga biaya bahan terner akan lebih tinggi daripada LMFP. Selain itu, siklus hidup LMFP mencapai 2000 kali, sedangkan siklus hidup bahan terner hanya antara 800 dan 2000 kali, dan kesenjangannya jelas.
Dari sudut pandang struktural, dibandingkan dengan bahan terner dengan struktur berlapis, LMFP dengan struktur olivin akan lebih stabil selama pengisian dan pemakaian. Bahkan jika semua ion litium dilepaskan selama pengisian daya, tidak akan ada masalah keruntuhan struktural. Pada saat yang sama, atom P dalam LMFP membentuk tetrahedron PO4 melalui ikatan kovalen P-O yang kuat, dan atom O sulit untuk keluar dari struktur, yang juga membuat LMFP memiliki keamanan dan stabilitas yang tinggi.
Dibandingkan dengan LFP, LMFP memiliki keunggulan yang menonjol dalam tekanan tinggi dan suhu rendah
Dibandingkan dengan lithium LPF, LMFP memiliki tegangan tinggi, kepadatan energi tinggi, dan kinerja suhu rendah yang lebih baik. LMFP dan LFP memiliki kapasitas teoritis yang sama, tetapi platform tegangan LFP hanya 3.4V, sedangkan LMFP dapat mencapai hingga 4.1V, dan terletak di jendela elektrokimia yang stabil dari sistem elektrolit organik, yang juga membuat LMFP memiliki batas atas kepadatan energi yang lebih tinggi. Selain itu, ketika kapasitas aktual LMFP sama dengan LFP, kepadatan energi LMFP dapat ditingkatkan sebesar 15% dibandingkan dengan lithium iron phosphate.
Pengembangan HHBK bertemu dengan ekonomi
Saat ini, pabrik baterai dan pabrik katoda lebih menginginkan solusi yang dapat meningkatkan kepadatan energi dari tingkat teknis. Karena masalah kinerja LMFP dan kesulitan produksi, telah lama tidak terdengar, tetapi kepadatan energi baterai LFP mendekati nilai ekstrim, dan terobosan berkelanjutan dari teknologi baterai lithium mangan telah beresonansi. Banyak produsen mulai memperhatikan LMFP karena keekonomisannya.
Faktor-faktor penghambat pengembangan LMFP
Sebagai versi upgrade dari LFP, LMFP mewarisi keunggulan LFP seperti biaya rendah, stabilitas termal yang tinggi, dan keamanan yang tinggi, dan menutupi kekurangannya seperti kepadatan energi yang rendah dan stabilitas suhu rendah yang buruk. Namun, LMFP juga memiliki masalah seperti konduktivitas yang buruk, kinerja laju, dan kinerja siklus yang buruk.
Konduktivitas dan laju difusi ion litium membatasi pengembangan LMFP
Efek Jahn-Teller mengurangi masa pakai siklus dan stabilitas siklus
Platform tegangan ganda meningkatkan kesulitan pengelolaan sistem manajemen baterai (BMS) pada tahap selanjutnya
Proses industrialisasi LMFP semakin cepat dan semakin disukai oleh pasar. Meskipun faktor-faktor di atas membatasi proses komersialisasi LMFP sampai batas tertentu, dengan kemajuan teknologi modifikasi seperti pelapisan karbon, nanometerisasi, dan teknologi suplementasi lithium.
Faktor-faktor penghambat pengembangannya telah sangat ditingkatkan, dan proses industrialisasi LMFP telah sangat dipercepat. Berdasarkan kelebihan dan kekurangan LMFP dan status peningkatan teknis saat ini, LMFP semakin disukai oleh pasar.
Rute teknis persiapan LMFP
Rute teknologi industri LMFP saat ini adalah mengintegrasikan dengan teknologi LFP, tujuan utamanya adalah untuk terus menggunakan peralatan LFP, sehingga mengurangi input biaya. Proses LMFP tingkat baterai adalah: metode fase padat dan metode fase cair. Setelah periode penelitian teknis yang panjang, terobosan dalam teknologi utama telah dicapai, dan produksi massal dapat dicapai.
Sintesis fase padat
Proses peralatan untuk menyiapkan LMFP mirip dengan metode fase padat yang ada untuk menyiapkan LFP. Mempertimbangkan biaya produksi massal dan akumulasi teknologi, produsen utama dalam industri ini akan fokus pada persiapan fase padat di masa depan. Prosesnya meliputi penggilingan prekursor, perlakuan panas, penggilingan sekunder, dan kalsinasi suhu tinggi.
Metode sintesis fase padat memiliki tingkat kesulitan yang rendah dalam industrialisasi dan kepadatan pemadatan yang tinggi, tetapi ukuran partikel yang besar dan distribusi yang tidak merata menghasilkan konsistensi material yang buruk, proses reaksi yang lama dan konsumsi energi yang tinggi. Perbedaan dari proses LFP adalah bahwa metode fase padat perlu menambahkan prekursor fosfat mangan untuk penggilingan, dan peralatan proses pengeringan dan kalsinasi setelah penggilingan bisa sama.
Metode fase cair
Metode fase cair dapat dibagi lagi menjadi metode hidrotermal, metode sol-gel, metode pengendapan bersama, dan sejenisnya. Metode hidrotermal adalah yang paling banyak digunakan dan digunakan untuk menghasilkan bahan katoda skala nano.
Produk yang diperoleh dengan pengeringan sol-gel memiliki fasa yang seragam dan mudah dikontrol ukuran partikelnya, tetapi proses pengeringannya lebih rumit. Metode ko-presipitasi sering digunakan untuk mensintesis prekursor ferromangan, dan kemudian menambahkan litium karbonat dan amonium dihidrogen fosfat untuk mendapatkan produk jadi setelah penggilingan bola dan kalsinasi. Metode ko-presipitasi relatif mudah dioperasikan dan mudah untuk mencapai produksi massal.
Pada proses sebelumnya, LMFP dan LFP dapat menggunakan peralatan yang sama. Pada proses sintering berikutnya, suhu kiln dan proses sintering sedikit berubah, dan langkah-langkah proses lainnya pada dasarnya serupa, dengan penggantian peralatan yang lebih sedikit. Namun, mangan tetap berada di dalam peralatan setelah LMFP selesai dan tidak dapat langsung digunakan untuk menyiapkan LFP, sehingga tidak dapat dicampur dengan peralatan proses LFP.
Ruang pasar LMFP
Diperkirakan bahwa LMFP akan memiliki bidang aplikasi yang melimpah di masa depan bahan bateraidan permintaan pasar diperkirakan akan mencapai 144,13 GWh pada tahun 2025, dan bidang aplikasi akan fokus pada aspek-aspek berikut:
Bidang baterai daya kendaraan
LMFP memiliki keunggulan dalam penggunaan murni dan peracikan, serta memiliki prospek pengembangan yang luas. Di satu sisi, LMFP dapat menggantikan penggunaan LFP pada baterai daya, di sisi lain, LMFP dapat digunakan sebagai penstabil dan dikombinasikan dengan bahan terner. Menurut perkiraan, diperkirakan pada tahun 2025, total permintaan LMFP di bidang baterai daya kendaraan akan mencapai 80,7GWh. Berikut ini adalah 10 produsen baterai daya teratas di dunia.
Bidang kendaraan listrik roda dua
Pangsa pasar LMFP yang hemat biaya berkembang pesat. Menurut perkiraan, pada tahun 2025, LFP akan menyumbang 35% dari sepeda listrik roda duadan terner atau lithium manganate akan mencapai 65%. Dengan keunggulan kinerja dan biaya yang lebih jelas, LMFP secara bertahap akan menggantikan LFP atau digunakan dalam kombinasi dengan komponen terner. Diperkirakan permintaan di bidang kendaraan roda dua akan mencapai 18,43 GWh pada tahun 2025.
Bidang penyimpanan energi
LMFP memiliki keunggulan kepadatan energi dibandingkan LFP. Pasar tenaga listrik yang matang, kebijakan yang menguntungkan yang diumumkan secara berturut-turut, dan ruang ekonomi yang semakin menonjol, semuanya menggambarkan potensi pengembangan yang sangat besar dari bidang penyimpanan energi. Diperkirakan di bidang penyimpanan energi, pada tahun 2025, tingkat penggantian LMFP ke LFP akan mencapai 10%, dan permintaan akan mencapai 45GWh.
Untuk produsen LMFP yang relevan, silakan merujuk ke 10 perusahaan LMFP teratas di Cina. Saya harap ini akan membantu Anda.
Posting terkait