리튬 이온 배터리는 현재 가장 종합적인 성능을 갖춘 배터리 제품이며, 적용 범위가 가장 넓은 배터리 제품이기도 합니다. 리튬 이온 배터리는 음극, 양극, 전해질, 분리막 및 기타 부품으로 구성됩니다. 그중에서도 음극 재료 는 리튬 이온 배터리의 성능을 결정하고, 배터리의 에너지 밀도와 안전성을 직접 결정하며, 배터리의 전반적인 성능에 영향을 미치는 리튬 이온의 원천입니다.
목차
양극재 개발과 기술 혁신은 리튬 이온 배터리 산업에서 매우 중요한 의미를 갖습니다. 이 문서에서는 다음을 중점적으로 살펴봅니다. LMFP의 개발 개요와 시장 공간 및 기타 관련 정보를 이해하고, 이를 바탕으로 리튬망간철인산염의 전반적인 미래 발전 추세를 명확히 하기 위해 새로운 유형의 양극 소재인 리튬망간철인산염에 대한 연구를 진행했습니다.
LMFP 개요
LMFP는 업계에서 LFP의 업그레이드 버전으로 간주되며 현재 비교적 실현 가능한 LFP 업그레이드 솔루션입니다. 이 솔루션은 LFP를 기반으로 일정량의 망간을 도핑하고 원자 번호와 철의 비율을 조정하여 재료의 전압 플랫폼을 높이는 것입니다. LMFP는 LFP의 업그레이드 제품입니다. LFP 및 LMFP와 유사한 특성을 가지고 있습니다.
삼원계 소재보다 열 안정성, 화학적 안정성 및 경제성이 우수하며 동시에 LFP보다 에너지 밀도가 높습니다. 현재 시장의 주류 양극 소재인 LFP의 에너지 밀도는 거의 상한선에 도달했으며 LMFP가 병목 현상을 깨뜨릴 것으로 예상됩니다. LFP 배터리의 에너지 밀도는 161.27Wh/kg에 달하며 최근 몇 년 동안 크게 변하지 않았기 때문에 LMFP가 발전했습니다.
LFP 배터리의 이론적 그램 용량은 170mAh/g으로 현재 거의 한계에 도달했기 때문에 전압 플랫폼을 높이는 것이 에너지 밀도를 높이는 데 결정적인 요소입니다. LMFP에서 망간의 고전압 특성으로 인해 LMFP는 LFP보다 더 높은 전압 플랫폼을 가지며, 이는 현재 배터리 에너지 밀도의 상한을 깨뜨릴 수 있습니다.
LMFP 개발 이점
삼원 재료에 비해 LMFP는 저비용, 높은 사이클 및 높은 안정성을 제공합니다.
삼원 재료에 비해 LMFP는 비용이 저렴하고 사이클 시간이 길며 구조가 더 안정적입니다. 삼원 재료의 주요 원재료는 코발트, 니켈, 망간이며 LMFP의 주요 원소는 망간과 철입니다.
데이터 공개에 따르면 코발트와 니켈의 시장 가격은 망간보다 훨씬 높기 때문에 삼원 재료의 비용은 LMFP보다 높을 것입니다. 또한 LMFP의 사이클 수명은 2000배에 달하는 반면 삼원 재료의 사이클 수명은 800~2000배에 불과해 그 격차가 분명합니다.
구조적 관점에서 볼 때, 층상 구조의 삼원계 재료에 비해 감람석 구조의 LMFP는 충전 및 방전 중에 더 안정적입니다. 충전 중에 리튬 이온이 모두 방출되더라도 구조적 붕괴의 문제는 없습니다. 동시에 LMFP의 P 원자는 P-O 강한 공유 결합을 통해 PO4 사면체를 형성하고 O 원자는 구조에서 빠져 나가기 어렵 기 때문에 LMFP의 안전성과 안정성도 높습니다.
LFP에 비해 LMFP는 고압 및 저온에서 두드러진 장점이 있습니다.
LPF 리튬에 비해 LMFP는 고전압, 높은 에너지 밀도 및 더 나은 저온 성능을 제공합니다. LMFP와 LFP의 이론적 용량은 동일하지만 LFP의 전압 플랫폼은 3.4V에 불과한 반면 LMFP는 최대 4.1V까지 도달 할 수 있으며 유기 전해질 시스템의 안정적인 전기 화학 창에 위치하여 LMFP의 에너지 밀도 상한이 더 높습니다. 또한 LMFP의 실제 용량이 LFP의 용량과 동일한 경우 LMFP의 에너지 밀도는 리튬 인산철에 비해 15%까지 증가 할 수 있습니다.
● LMFP 개발과 경제성의 만남
현재 배터리 공장과 양극 공장은 기술 수준에서 에너지 밀도를 높일 수있는 솔루션을 더 열망하고 있습니다. LMFP 성능과 생산 어려움의 문제로 인해 오랫동안 침묵했지만 LFP 배터리의 에너지 밀도는 극값에 가깝고 리튬 망간 배터리 기술의 지속적인 돌파구가 반향을 불러 일으켰습니다. 많은 제조업체가 경제성 때문에 LMFP에 주목하기 시작했습니다.
LMFP 개발 제한 요인
LFP의 업그레이드 버전인 LMFP는 저비용, 높은 열 안정성, 높은 안전성 등 LFP의 장점을 계승하고 낮은 에너지 밀도, 저온 안정성 저하 등의 단점을 보완합니다. 그러나 LMFP는 전도도, 속도 성능, 사이클 성능 저하와 같은 문제도 있습니다.
전도도 및 리튬 이온 확산률로 인해 LMFP의 개발이 제한됩니다. 얀-텔러 효과로 사이클 수명 및 사이클 안정성 감소 ● 이중 전압 플랫폼은 이후 단계에서 배터리 관리 시스템(BMS)의 관리 난이도를 높입니다.
LMFP의 산업화 과정이 가속화되고 있으며 시장에서 점점 더 선호되고 있습니다. 위의 요인으로 인해 LMFP의 상용화 과정이 어느 정도 제한되지만 탄소 코팅, 나노화 및 리튬 보충 기술과 같은 개질 기술의 발전으로 인해 LMFP의 상용화가 어느 정도 제한됩니다.
개발의 제한 요인이 크게 개선되었으며 LMFP의 산업화 프로세스가 크게 가속화되었습니다. LMFP의 장단점과 현재 기술 개선 현황을 바탕으로 LMFP는 시장에서 점점 더 선호되고 있습니다.
LMFP 준비 기술 경로
현재 LMFP의 산업 기술 경로는 LFP 기술과 통합하는 것이며, 주요 목적은 LFP 장비를 계속 사용하여 비용 투입을 줄이는 것입니다. 배터리 등급 LMFP의 공정은 고상 방식과 액상 방식입니다. 오랜 기간의 기술 연구 끝에 핵심 기술의 획기적인 발전이 이루어졌고 대량 생산이 가능해졌습니다.
● 고체상 합성
LMFP를 제조하는 장비 공정은 기존의 고상 제조 방식과 유사합니다. 대량 생산 비용과 기술 축적을 고려할 때 업계의 주류 제조업체는 향후 고상 제조에 집중할 것입니다. 이 공정에는 전구체 연삭, 열처리, 2차 연삭 및 고온 소성이 포함됩니다.
고상 합성법은 산업화 난이도가 낮고 압축 밀도가 높지만 입자 크기가 크고 분포가 고르지 않아 재료 일관성이 떨어지고 반응 공정이 길며 에너지 소비가 높습니다. LFP 공정과의 차이점은 고상법은 분쇄를 위해 망간 인산염 전구체를 추가해야하며 분쇄 후 건조 및 하소 공정 장비가 동일 할 수 있다는 것입니다.
액체상 방식
액상 방법은 다시 열수법, 솔-겔법, 공침법 등으로 나눌 수 있습니다. 수열법은 가장 널리 사용되는 방법이며 나노 크기의 양극재를 생산하는 데 사용됩니다.
졸-겔 건조로 얻은 제품은 상이 균일하고 입자 크기를 제어하기 쉽지만 건조 공정이 더 복잡합니다. 공침법은 종종 페로망간 전구체를 합성한 다음 탄산리튬과 인산이수소 암모늄을 첨가하여 볼 밀링 및 하소 후 완제품을 얻는 데 사용됩니다. 공침법은 비교적 조작이 간단하고 대량 생산이 용이합니다.
이전 공정에서 LMFP와 LFP는 동일한 장비를 사용할 수 있습니다. 후속 소결 공정에서는 가마 온도와 소결 공정이 약간 변경되고 다른 공정 단계는 기본적으로 유사하며 장비 교체가 적습니다. 그러나 LMFP가 완료된 후에도 망간은 장비에 남아 있으며 LFP를 준비하는 데 직접 사용할 수 없으므로 LFP 공정 장비와 혼합 할 수 없습니다.
LMFP 시장 공간
LMFP는 향후 다음과 같은 응용 분야가 풍부 할 것으로 예상됩니다. 배터리 재료시장 수요는 2025년까지 144.13GWh에 달할 것으로 예상되며, 적용 분야는 다음과 같은 측면에 중점을 둘 것입니다:
차량 전원 배터리 분야
LMFP는 순수 사용 및 합성에서 장점이 있으며 광범위한 개발 전망을 가지고 있습니다. 한편으로 LMFP는 전원 배터리에서 LFP 사용을 대체 할 수 있으며, 다른 한편으로 LMFP는 안정제로 사용되어 삼원 재료와 결합 될 수 있습니다. 추정에 따르면 2025년까지 차량용 배터리 분야에서 LMFP에 대한 총 수요는 80.7GWh에 달할 것으로 예상됩니다. 다음은 다음과 같습니다. 세계 10대 파워 배터리 제조업체.
이륜 전기 자동차 분야
비용 효율적인 LMFP의 시장 점유율이 빠르게 증가하고 있습니다. 추정에 따르면 2025년에 LFP는 전 세계 인쇄량의 35%를 차지할 것으로 예상됩니다. 이륜 전기 자전거를, 삼원계 또는 망간산리튬이 65%를 차지할 것입니다. 보다 확실한 성능과 비용 이점을 가진 LMFP는 점차 LFP를 대체하거나 삼원계 부품과 함께 사용될 것입니다. 이륜차 분야의 수요는 2025년에 18.43GWh에 달할 것으로 예상됩니다.
에너지 저장 분야
LMFP는 LFP보다 에너지 밀도 면에서 우위에 있습니다. 성숙한 전력 시장, 연이어 발표된 우호적인 정책, 점점 더 두드러지는 경제 공간은 모두 에너지 저장 분야의 거대한 발전 잠재력을 보여줍니다. 에너지 저장 분야에서 2025년까지 LMFP에서 LFP로의 교체율은 10%가 될 것이며, 수요는 45GWh에 달할 것으로 예상됩니다.
관련 LMFP 제조업체의 경우 다음을 참조하세요. 상위 10개 LMFP 기업 중국에서. 도움이 되길 바랍니다.
안녕하세요, 독자 여러분, 저는 글쓰기에 대한 열정과 배터리 스와핑 업계에 대한 풍부한 경험을 가진 작가라고 자신 있게 소개합니다. 저는 전자공학 학사 학위를 받았으며, 이전에 유명 파워 배터리 회사에서 배터리 엔지니어로 근무하면서 설계부터 운영 구현까지 다양한 오토바이 스와핑 스테이션 프로젝트에 적극적으로 참여하고 주도했습니다.
수년 동안 저는 스와핑 기술, 비즈니스 모델 및 시장 동향을 적극적으로 탐구하고 광범위하게 연구했습니다. 실무 경험을 통해 스테이션 계획, 장비 선정 및 운영 관리의 다양한 측면에 적극적으로 기여하면서 귀중한 통찰력을 축적해 왔습니다.
배터리 스와핑 분야에서 저의 통찰력과 경험을 공유할 수 있기를 간절히 기대하고 있습니다. 저의 글이 빠르게 진화하는 이 산업을 더 잘 이해하고 의사결정에 귀중한 통찰력을 제공하는 데 도움이 될 것이라 믿습니다. 배터리 스와핑의 세계를 함께 탐험하는 흥미진진한 여정을 시작합시다!
LMFP 개발 및 시장 공간 분석
리튬 이온 배터리는 현재 가장 종합적인 성능을 갖춘 배터리 제품이며, 적용 범위가 가장 넓은 배터리 제품이기도 합니다. 리튬 이온 배터리는 음극, 양극, 전해질, 분리막 및 기타 부품으로 구성됩니다. 그중에서도 음극 재료 는 리튬 이온 배터리의 성능을 결정하고, 배터리의 에너지 밀도와 안전성을 직접 결정하며, 배터리의 전반적인 성능에 영향을 미치는 리튬 이온의 원천입니다.
양극재 개발과 기술 혁신은 리튬 이온 배터리 산업에서 매우 중요한 의미를 갖습니다. 이 문서에서는 다음을 중점적으로 살펴봅니다. LMFP의 개발 개요와 시장 공간 및 기타 관련 정보를 이해하고, 이를 바탕으로 리튬망간철인산염의 전반적인 미래 발전 추세를 명확히 하기 위해 새로운 유형의 양극 소재인 리튬망간철인산염에 대한 연구를 진행했습니다.
LMFP 개요
LMFP는 업계에서 LFP의 업그레이드 버전으로 간주되며 현재 비교적 실현 가능한 LFP 업그레이드 솔루션입니다. 이 솔루션은 LFP를 기반으로 일정량의 망간을 도핑하고 원자 번호와 철의 비율을 조정하여 재료의 전압 플랫폼을 높이는 것입니다. LMFP는 LFP의 업그레이드 제품입니다. LFP 및 LMFP와 유사한 특성을 가지고 있습니다.
삼원계 소재보다 열 안정성, 화학적 안정성 및 경제성이 우수하며 동시에 LFP보다 에너지 밀도가 높습니다. 현재 시장의 주류 양극 소재인 LFP의 에너지 밀도는 거의 상한선에 도달했으며 LMFP가 병목 현상을 깨뜨릴 것으로 예상됩니다. LFP 배터리의 에너지 밀도는 161.27Wh/kg에 달하며 최근 몇 년 동안 크게 변하지 않았기 때문에 LMFP가 발전했습니다.
LFP 배터리의 이론적 그램 용량은 170mAh/g으로 현재 거의 한계에 도달했기 때문에 전압 플랫폼을 높이는 것이 에너지 밀도를 높이는 데 결정적인 요소입니다. LMFP에서 망간의 고전압 특성으로 인해 LMFP는 LFP보다 더 높은 전압 플랫폼을 가지며, 이는 현재 배터리 에너지 밀도의 상한을 깨뜨릴 수 있습니다.
LMFP 개발 이점
삼원 재료에 비해 LMFP는 저비용, 높은 사이클 및 높은 안정성을 제공합니다.
삼원 재료에 비해 LMFP는 비용이 저렴하고 사이클 시간이 길며 구조가 더 안정적입니다. 삼원 재료의 주요 원재료는 코발트, 니켈, 망간이며 LMFP의 주요 원소는 망간과 철입니다.
데이터 공개에 따르면 코발트와 니켈의 시장 가격은 망간보다 훨씬 높기 때문에 삼원 재료의 비용은 LMFP보다 높을 것입니다. 또한 LMFP의 사이클 수명은 2000배에 달하는 반면 삼원 재료의 사이클 수명은 800~2000배에 불과해 그 격차가 분명합니다.
구조적 관점에서 볼 때, 층상 구조의 삼원계 재료에 비해 감람석 구조의 LMFP는 충전 및 방전 중에 더 안정적입니다. 충전 중에 리튬 이온이 모두 방출되더라도 구조적 붕괴의 문제는 없습니다. 동시에 LMFP의 P 원자는 P-O 강한 공유 결합을 통해 PO4 사면체를 형성하고 O 원자는 구조에서 빠져 나가기 어렵 기 때문에 LMFP의 안전성과 안정성도 높습니다.
LFP에 비해 LMFP는 고압 및 저온에서 두드러진 장점이 있습니다.
LPF 리튬에 비해 LMFP는 고전압, 높은 에너지 밀도 및 더 나은 저온 성능을 제공합니다. LMFP와 LFP의 이론적 용량은 동일하지만 LFP의 전압 플랫폼은 3.4V에 불과한 반면 LMFP는 최대 4.1V까지 도달 할 수 있으며 유기 전해질 시스템의 안정적인 전기 화학 창에 위치하여 LMFP의 에너지 밀도 상한이 더 높습니다. 또한 LMFP의 실제 용량이 LFP의 용량과 동일한 경우 LMFP의 에너지 밀도는 리튬 인산철에 비해 15%까지 증가 할 수 있습니다.
● LMFP 개발과 경제성의 만남
현재 배터리 공장과 양극 공장은 기술 수준에서 에너지 밀도를 높일 수있는 솔루션을 더 열망하고 있습니다. LMFP 성능과 생산 어려움의 문제로 인해 오랫동안 침묵했지만 LFP 배터리의 에너지 밀도는 극값에 가깝고 리튬 망간 배터리 기술의 지속적인 돌파구가 반향을 불러 일으켰습니다. 많은 제조업체가 경제성 때문에 LMFP에 주목하기 시작했습니다.
LMFP 개발 제한 요인
LFP의 업그레이드 버전인 LMFP는 저비용, 높은 열 안정성, 높은 안전성 등 LFP의 장점을 계승하고 낮은 에너지 밀도, 저온 안정성 저하 등의 단점을 보완합니다. 그러나 LMFP는 전도도, 속도 성능, 사이클 성능 저하와 같은 문제도 있습니다.
전도도 및 리튬 이온 확산률로 인해 LMFP의 개발이 제한됩니다.
얀-텔러 효과로 사이클 수명 및 사이클 안정성 감소
● 이중 전압 플랫폼은 이후 단계에서 배터리 관리 시스템(BMS)의 관리 난이도를 높입니다.
LMFP의 산업화 과정이 가속화되고 있으며 시장에서 점점 더 선호되고 있습니다. 위의 요인으로 인해 LMFP의 상용화 과정이 어느 정도 제한되지만 탄소 코팅, 나노화 및 리튬 보충 기술과 같은 개질 기술의 발전으로 인해 LMFP의 상용화가 어느 정도 제한됩니다.
개발의 제한 요인이 크게 개선되었으며 LMFP의 산업화 프로세스가 크게 가속화되었습니다. LMFP의 장단점과 현재 기술 개선 현황을 바탕으로 LMFP는 시장에서 점점 더 선호되고 있습니다.
LMFP 준비 기술 경로
현재 LMFP의 산업 기술 경로는 LFP 기술과 통합하는 것이며, 주요 목적은 LFP 장비를 계속 사용하여 비용 투입을 줄이는 것입니다. 배터리 등급 LMFP의 공정은 고상 방식과 액상 방식입니다. 오랜 기간의 기술 연구 끝에 핵심 기술의 획기적인 발전이 이루어졌고 대량 생산이 가능해졌습니다.
● 고체상 합성
LMFP를 제조하는 장비 공정은 기존의 고상 제조 방식과 유사합니다. 대량 생산 비용과 기술 축적을 고려할 때 업계의 주류 제조업체는 향후 고상 제조에 집중할 것입니다. 이 공정에는 전구체 연삭, 열처리, 2차 연삭 및 고온 소성이 포함됩니다.
고상 합성법은 산업화 난이도가 낮고 압축 밀도가 높지만 입자 크기가 크고 분포가 고르지 않아 재료 일관성이 떨어지고 반응 공정이 길며 에너지 소비가 높습니다. LFP 공정과의 차이점은 고상법은 분쇄를 위해 망간 인산염 전구체를 추가해야하며 분쇄 후 건조 및 하소 공정 장비가 동일 할 수 있다는 것입니다.
액체상 방식
액상 방법은 다시 열수법, 솔-겔법, 공침법 등으로 나눌 수 있습니다. 수열법은 가장 널리 사용되는 방법이며 나노 크기의 양극재를 생산하는 데 사용됩니다.
졸-겔 건조로 얻은 제품은 상이 균일하고 입자 크기를 제어하기 쉽지만 건조 공정이 더 복잡합니다. 공침법은 종종 페로망간 전구체를 합성한 다음 탄산리튬과 인산이수소 암모늄을 첨가하여 볼 밀링 및 하소 후 완제품을 얻는 데 사용됩니다. 공침법은 비교적 조작이 간단하고 대량 생산이 용이합니다.
이전 공정에서 LMFP와 LFP는 동일한 장비를 사용할 수 있습니다. 후속 소결 공정에서는 가마 온도와 소결 공정이 약간 변경되고 다른 공정 단계는 기본적으로 유사하며 장비 교체가 적습니다. 그러나 LMFP가 완료된 후에도 망간은 장비에 남아 있으며 LFP를 준비하는 데 직접 사용할 수 없으므로 LFP 공정 장비와 혼합 할 수 없습니다.
LMFP 시장 공간
LMFP는 향후 다음과 같은 응용 분야가 풍부 할 것으로 예상됩니다. 배터리 재료시장 수요는 2025년까지 144.13GWh에 달할 것으로 예상되며, 적용 분야는 다음과 같은 측면에 중점을 둘 것입니다:
차량 전원 배터리 분야
LMFP는 순수 사용 및 합성에서 장점이 있으며 광범위한 개발 전망을 가지고 있습니다. 한편으로 LMFP는 전원 배터리에서 LFP 사용을 대체 할 수 있으며, 다른 한편으로 LMFP는 안정제로 사용되어 삼원 재료와 결합 될 수 있습니다. 추정에 따르면 2025년까지 차량용 배터리 분야에서 LMFP에 대한 총 수요는 80.7GWh에 달할 것으로 예상됩니다. 다음은 다음과 같습니다. 세계 10대 파워 배터리 제조업체.
이륜 전기 자동차 분야
비용 효율적인 LMFP의 시장 점유율이 빠르게 증가하고 있습니다. 추정에 따르면 2025년에 LFP는 전 세계 인쇄량의 35%를 차지할 것으로 예상됩니다. 이륜 전기 자전거를, 삼원계 또는 망간산리튬이 65%를 차지할 것입니다. 보다 확실한 성능과 비용 이점을 가진 LMFP는 점차 LFP를 대체하거나 삼원계 부품과 함께 사용될 것입니다. 이륜차 분야의 수요는 2025년에 18.43GWh에 달할 것으로 예상됩니다.
에너지 저장 분야
LMFP는 LFP보다 에너지 밀도 면에서 우위에 있습니다. 성숙한 전력 시장, 연이어 발표된 우호적인 정책, 점점 더 두드러지는 경제 공간은 모두 에너지 저장 분야의 거대한 발전 잠재력을 보여줍니다. 에너지 저장 분야에서 2025년까지 LMFP에서 LFP로의 교체율은 10%가 될 것이며, 수요는 45GWh에 달할 것으로 예상됩니다.
관련 LMFP 제조업체의 경우 다음을 참조하세요. 상위 10개 LMFP 기업 중국에서. 도움이 되길 바랍니다.
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