Informe especial sobre la industria LMFP en 2022

Por qué desarrollar LMFP

La ruta de los iones de litio se acerca al extremo teórico

La densidad energética máxima del sistema de baterías LFP en 2022 es de 161,27 Wh/kg, y este valor máximo apenas ha variado en los últimos dos años. Desde entonces, el gran desarrollo de las LMFP sistema ha surgido.

Fosfato de litio, hierro y manganeso

Bajo el valor extremo de la densidad de energía LFP, una nueva forma de craqueo de hierro-litio

LMFPexiste en forma de solución sólida de ferromanganeso en lugar de una simple mezcla física. El dopaje de Fe en LMP para formar la solución sólida LMFP puede combinar bien las ventajas de LMP y LFP. Los patrones de DRX de las muestras se compararon con los espectros estándar de LMP y LPM.

Se puede observar que en las muestras con valores x de 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9, los picos de LMP o LFP no aparecen al mismo tiempo. Esto demuestra que la mezcla de LMP y LFP en la muestra se produce en forma de solución sólida y no como simple mezcla física.

En teoría, la densidad de energía del LFP tiene menos probabilidades de aumentar. Densidad energética = capacidad en gramos × meseta de tensión ÷ volumen.

De la fórmula se desprende que la densidad de energía sólo está relacionada con la capacidad en gramos y la plataforma de tensión del material cuando el volumen es constante. La plataforma de voltaje está relacionada con la estructura física. La plataforma de voltaje del material de fosfato de hierro y litio es de 3,4 V, mientras que la capacidad en gramos del fosfato de hierro y litio se aproxima actualmente a 160 mAh/g, lo que está cerca del límite teórico.

Con el rápido aumento de la demanda de vehículos de nueva energía, el incremento de los precios de las materias primas y algunos de los sistemas de baterías originales acercándose al extremo teórico, las fábricas de baterías y cátodos han aumentado aún más su deseo de soluciones que puedan mejorar técnicamente la densidad energética.

Anteriormente, debido al rendimiento del litio hierro fosfato de manganeso y a la dificultad de su producción, permaneció en silencio durante mucho tiempo, pero la densidad energética de la batería de litio hierro fosfato se acerca al valor extremo, y muchos fabricantes han empezado a prestar atención al fosfato de manganeso por su economía. Hierro litio.

Fabricantes de electrodos positivos: La plataforma de voltaje del fosfato de hierro y litio es de 3,4 V, mientras que la del fosfato de hierro y litio y manganeso puede alcanzar los 4,1 V. Teóricamente, la densidad energética del LMFP se incrementa en 20%+.

Además, el manganeso no es un metal raro, y los recursos mundiales de mineral de manganeso son muy ricos. El coste del fosfato de hierro y manganeso y litio aumenta en unos 5-10% en comparación con el coste de las materias primas del fosfato de hierro y litio. El desarrollo del litio hierro manganeso es económico.

Fabricantes de baterías: El equipo de producción para la producción de baterías LMFP y la producción de baterías LFP tiene pocos cambios, no es necesario reconstruir la línea de producción, y el coste de cambio es bajo, lo que resulta económico.

Comparación del rendimiento electroquímico de NCM523, LFP y LMFP

¿Qué es un buen LMFP?

Problemas de rendimiento de LMFP

Como "versión mejorada" de la LFP, la LMFP hereda las ventajas de bajo coste, alta estabilidad térmica y alta seguridad de la LFP, y compensa sus deficiencias, como la baja densidad energética y la escasa estabilidad a baja temperatura, pero la LMFP también tiene conductividad eléctrica y rendimiento de tasa. y un rendimiento de ciclo deficiente.

El problema de la conductividad eléctrica es relativamente sencillo, y la mayoría de las empresas del sector lo han resuelto; además, algunas empresas líderes del sector han superado los problemas de la doble tensión, la capacidad específica y la circulación;

El problema de la precipitación de manganeso causada por el efecto Jahn-Teller es el mayor punto débil. La industria se está abriendo camino y algunas empresas han logrado avances.

Tasa de batería: nC, n se refiere al número de veces de carga/descarga en una hora, cuanto mayor sea el valor n, mayor será la velocidad de carga/descarga;

Tasa de rendimiento: Cuanto mayor sea la capacidad liberada a alta tasa, mejor será el rendimiento. El rendimiento de la tasa está directamente relacionado con la movilidad de los iones de litio, y todos los factores que afectan a la velocidad de migración de los iones de litio afectarán al rendimiento de la tasa de carga y descarga de las baterías de iones de litio.

Problemas específicos de capacidad, estabilidad y rendimiento cíclico

Efecto Jahn-Teller, el Mn3+ es fácil de disolver, la industria se está abriendo camino, y algunas empresas han hecho progresos
Principio:
1. LMFP sigue teniendo el efecto LMPJahn-Teller (el Mn 3+ se enriquece en la superficie de las partículas positivas del electrodo, distorsionando el octaedro manganeso-oxígeno, lo que a su vez conduce a la precipitación de manganeso), dando lugar al engrosamiento de la película SEI (consumo de litio activo).
2. El MnPO4 es inestable a alto potencial.
3. El aumento de la relación entre manganeso y hierro aumentará la probabilidad de precipitación de manganeso, lo que provocará el agravamiento de la reacción lateral entre el electrodo y el electrolito. 4. 4. La red LMP es fácil de formar algunas vacantes de oxígeno.

Influencia: Según la fórmula 1, la reducción de litio activo significa que m disminuye, y la capacidad específica teórica C0 disminuye;
Al mismo tiempo, la precipitación del manganeso conduce a la distorsión de la red, al colapso estructural, a una pobre estabilidad de ciclo y a una corta vida de la batería, y la estabilidad del material también disminuye.

Solución: En la actualidad, la disolución de manganeso se reduce principalmente y el efecto Jahn-Teller se supera ajustando razonablemente la proporción entre manganeso y hierro (reduciendo la proporción de manganeso), modificando la estructura núcleo-cápsula y sintetizando materiales catódicos de manganeso-hierro-litio con gradientes de concentración.

Solución 1: Sintetizar materiales catódicos de manganeso-hierro-litio con gradiente de concentración o estructura core-shell, ambos pertenecientes a la modificación superficial, lo que reduce la distribución del manganeso en la superficie del material y alivia el problema de la disolución del manganeso.

Estructura Core-Shell: Los materiales de la carcasa son carbono y fosfatos metálicos. La estructura de la carcasa envuelve el núcleo interno LMFP para reducir el contacto del Mn con el electrolito, y sus materiales de carcasa incluyen carbono y fosfatos metálicos.

Comparando el Ejemplo 1 con el Ejemplo comparativo 1, se observa que la estructura de la cáscara del carbono recubierto + fosfato metálico es mejor que la del carbono recubierto solamente; comparando el Ejemplo 2 con los Ejemplos comparativos 2 y 3, se observa que la estructura de la cáscara del carbono + fosfato metálico tiene mejor rendimiento electroquímico que el manganeso hierro litio sin estructura de cáscara y dopado con iones metálicos (Mg).

Estructura Core-shell: El material del revestimiento es carbono, es decir, está recubierto de carbono. El recubrimiento de carbono puede evitar eficazmente el crecimiento de partículas de fosfato de manganeso y litio y prevenir el efecto corrosivo del HF en el electrolito sobre el material del cátodo, y mejorar el rendimiento electroquímico, como el rendimiento del ciclo del material del cátodo.

Carbono no revestido VS revestido: La capacidad específica de primera carga-descarga del LMFP sin recubrimiento es de casi 0mAh/g;

Tras el recubrimiento de carbono a 550/600/650 °C, la capacidad específica de la primera descarga fue de 140/149/147mAh/g, respectivamente.

Carbono no revestido VS revestido: Con una densidad de corriente de 1C, la capacidad específica del LMFP de carbono sin recubrimiento es de 0mAh/g; con recubrimiento de carbono: 5/10/15% de carbono después de 100 ciclos, la capacidad específica es de 59,4/76,6/g, respectivamente 74,4mAh/g.

Primera curva de carga-descarga de LMFP sin revestimiento de carbono

Gradiente de concentración: Reducir el contenido de Mn en la superficie del material. Por ejemplo, Guoxuan Hi-Tech Patente CN104577119B (2015), preparar respectivamente solución rica en manganeso y solución pobre en manganeso, y controlar la velocidad de adición de la muestra.

Se sintetiza un precursor de fosfato de ferromanganeso con estructura de gradiente mediante un método de coprecipitación y, a continuación, se dopa con litio y se calcina a alta temperatura para preparar un fosfato de ferromanganeso y litio con estructura de gradiente.

Solución 2: reducir la proporción de manganeso. El aumento del contenido de manganeso incrementará la tensión de trabajo del LMFP, con lo que aumentará eficazmente la densidad de energía, pero provocará al mismo tiempo una disminución de la conductividad eléctrica y de la conductividad de los iones de litio;

El aumento del contenido de manganeso incrementará la cantidad de manganeso en contacto con el electrolito y aumentará la disolución de manganeso durante el ciclo de carga-descarga.

Resumen: Varias empresas del sector están haciendo avances en el problema de la precipitación de manganeso, y unas cuantas han logrado progresos. Por ejemplo, Huayi Group y Defang Nano utilizan materiales catódicos sintéticos de fosfato de litio, hierro y manganeso con estructura de concha para paliar el problema de la precipitación de manganeso.

Problema de la plataforma de doble tensión

Algunas empresas líderes del sector se han abierto paso

Principio: Debido a las diferentes tensiones de carga y descarga del manganeso y el hierro, la plataforma de tensión del hierro es inferior a la del manganeso. Por lo tanto, hay dos plataformas de voltaje en la carga y descarga de LMFP, que corresponden al redox entre el manganeso y el hierro, y la plataforma alrededor de 3,5V es la transformación de Fe 2+. Es Fe 3+, que corresponde a la transformación de Mn 2+ en Mn 3+ alrededor de 4,1V.

Ambas curvas de carga-descarga LMFP tienen dos mesetas de tensión (línea a)

Impacto: Existe un problema de transformación de la tensión, y la conmutación de la tensión dará lugar a problemas como la difícil gestión del BMS de la batería en la fase posterior.

Solución: En la actualidad, problemas como la doble tensión se resuelven principalmente mediante el recubrimiento con materiales conductores, el aumento de la proporción de manganeso y la composición de materiales LMFP y ternarios.

Solución 1: Agrupación independiente, cuanto mayor sea la proporción de manganeso, mayor y única la plataforma de tensión, pero más problemas.

Problema: Con el aumento de la proporción de manganeso, la plataforma de tensión aumenta de 3,5 V y puede mantenerse en torno a 4,1 V. Cuando la relación de manganeso a hierro es de aproximadamente 9:1, LMFP no tiene problema de doble tensión y se puede utilizar solo, mientras que el elemento de hierro sólo aumenta a la modificación;

Sin embargo, la capacidad específica muestra una tendencia a la disminución significativa, el rendimiento de la tasa cae bruscamente, y la estabilidad del ciclo no cambia con el aumento de la relación de Mn, pero el rendimiento del ciclo disminuye.

Solución: Sintetizar materiales catódicos de manganeso-hierro-litio con gradiente de concentración o estructura core-shell para reducir la distribución del manganeso en la superficie del material y aliviar así el problema de la disolución del manganeso.

Utiliza la estructura core-shell para aliviar el problema de la disolución del manganeso y mejorar el rendimiento del ciclo y la capacidad de descarga del material; Patente Guoxuan Hi-Tech (CN104577119B, 2015), que divulga un material LMFP con una estructura de gradiente de concentración. A lo largo de la dirección radial, la concentración de elementos de Fe aumenta, mientras que la concentración de elementos de Mn disminuye, lo que resulta en un buen rendimiento de ciclo y tasa del material.

En el futuro, con la continua iteración de la tecnología LMFP, se espera que la LFMP se agrupe por separado en el futuro.

Densidades de energía de LMFPs con diferentes proporciones de manganeso y hierro a diferentes aumentos (x=Fe)

Solución 2: ternario compuesto. Dado que la plataforma de tensión del material ternario se aproxima a la del material de ferromanganeso, no existe ningún problema de plataforma de doble tensión tras la composición. Cuando la proporción entre manganeso y hierro es razonable, es necesario componer LMFP con el material ternario para resolver los problemas de doble tensión y seguridad ternaria.

Según la patente CN111883771A (2020), la proporción entre manganeso y hierro es de 6:4.
El material compuesto mezclado con más de 30% de fosfato de litio hierro manganeso (Ejemplos 3-7) puede superar todas las pruebas de rendimiento de seguridad, lo que indica que el rendimiento de seguridad del material compuesto mezclado mejora significativamente.

Solución 3: Revestimiento conductor. Resuelve el problema de la plataforma de doble voltaje. Por ejemplo, según la patente pertinente de Yiwei Lithium Energy (CN113860280A, 2021), utiliza el polímero conductor politrifenilamina para recubrir el material del electrodo positivo LMFP. Las propiedades de carga y descarga de la politrifenilamina compensan la falta de plataforma de doble voltaje LMFP. De este modo, se mejora la capacidad antisobrecarga y sobredescarga del sistema de baterías.

Resumen: En la actualidad, algunas empresas líderes del sector han realizado grandes avances. Por ejemplo, Yiwei Lithium Energy adopta la vía de la tecnología de revestimiento conductor, y empresas como Skoland, Litai Lithium Energy y German Nanometer resuelven el problema del doble voltaje mediante la vía de la tecnología ternaria compuesta. .

Baja conductividad eléctrica

El rendimiento a baja temperatura y la tasa de rendimiento son deficientes, y la mayoría de las empresas del sector han adoptado diversas vías técnicas para resolver el problema.

Principio: 1. LMFP tiene una estructura de olivino. La desventaja significativa de esta estructura es que los materiales están conectados por tetraedros PO4, y no hay una red octaédrica continua de coborde FeO6 (MnO6), por lo que no puede formar Co-O- continuo como los materiales de cobalto de litio. Estructura del Co.

El movimiento de los iones de litio en canales unidimensionales está restringido, y la velocidad de difusión de los iones de litio es baja. 2. 2. En comparación con el intervalo de energía de transición de 0,3 eV en LFP, el intervalo de energía de transición de los electrones en LMFP es tan alto como 2 eV, que es básicamente un aislante, y la conductividad electrónica y la movilidad de los iones son bajas.

Influencia: El rendimiento a baja temperatura y el rendimiento de velocidad están relacionados principalmente con la conductividad electrónica y la velocidad de difusión de los iones de litio, por lo que el rendimiento de velocidad del material es bajo.

Solución: En la actualidad, los problemas de escasa conductividad eléctrica y rendimiento de la tasa se mejoran principalmente mediante métodos de modificación como el agente conductor, el recubrimiento de carbono, el ternario compuesto y el dopaje con iones metálicos.

Solución 1: Agente conductor. Después de añadir el agente conductor, se puede aumentar el contacto conductor entre los materiales activos y mejorar la conductividad electrónica.

Solución 2: Recubrimiento de carbono. El revestimiento de carbono puede formar una buena red conductora a través del contacto mutuo entre la capa de carbono y las partículas, y mejorar la conductividad del material.

Solución 3: compuesto ternario. Por ejemplo, la nanopatente alemana (CN108598386A, 2018) proporciona un material compuesto basado en LMFP con estructura de núcleo y cáscara, y el material ternario se utiliza como cáscara para recubrir el exterior del fosfato de litio manganeso hierro.

Se mejora la conductividad electrónica interna del LMFP y se acelera la velocidad de migración de los iones de litio, mejorando así la conductividad del material y mejorando el rendimiento a baja temperatura y la tasa de rendimiento del material.

Después de componer el ternario, la tasa de retención de capacidad a baja temperatura aumentó en 3,52%, la capacidad específica de primera descarga y la capacidad específica de descarga a 1C fueron significativamente superiores a las de LMFP, y el rendimiento de la tasa también mejoró significativamente.

Solución 4: (magnesio, titanio, etc.) para mejorar la velocidad y el rendimiento a baja temperatura.

Dado que el rendimiento de la velocidad y el rendimiento a baja temperatura están relacionados principalmente con la velocidad de difusión del ión litio y la movilidad de los electrones, se mejora el rendimiento de la velocidad y el rendimiento a baja temperatura de LMFP dopado con iones metálicos como el magnesio.

Diagrama esquemático de la estructura LiMPO4, M=Mn, Fe

VS dopado sin Mg: La capacidad de los LMFP dopados con Mg es significativamente superior a la de los LMFP sin dopar a diferentes velocidades de descarga. A 20C, las capacidades de descarga de los LMFP dopados con Mg y no dopados son de 107,8mAh/g y 95,4mAh/g, respectivamente, que se incrementan en 13,00%.

Dopaje VS sin dopaje de Mg: las primeras capacidades de carga y descarga del LMFP dopado con Mg son 152,2mAh/g y 146,3mAh/g, respectivamente, y las primeras capacidades de carga y descarga del LMFP sin dopar son 144,7mAh/g y 134,1mAh/g, respectivamente. La capacidad de carga-descarga inicial aumentó en 5,18% y 9,1% respectivamente tras el dopado de magnesio.

Resumen: El problema de la baja conductividad ha sido resuelto por la mayoría de las empresas del sector adoptando diversas vías técnicas, como Defang Nano utilizando tecnología ternaria compuesta, añadiendo agentes conductores y otras vías.

Litai Lithium puede adoptar vías como el recubrimiento de carbono y el dopaje iónico, mientras que el CATL adopta vías como la adición de agente conductor y el dopaje iónico.

Patentes

Manganeso hierro litio sin fórmula general compuesto patente

El manganeso hierro litio no tiene patentes de compuestos de fórmula general, y la barrera de las patentes es menor que la de las patentes de compuestos de fármacos médicos. Las patentes de compuestos de fórmula general suelen referirse a las patentes farmacéuticas. Una vez que se autoriza este tipo de patente, se trata de una protección absoluta para sustancias químicas o moléculas activas farmacéuticas (API), que suele ser difícil de eludir.

Número de patentes: En abril de 2022, el número de patentes relacionadas con LMFP en China era de 221. En los últimos años, a medida que diversos fabricantes han comenzado a desplegar el fosfato de litio, hierro y manganeso, el número de solicitudes de patentes relacionadas ha aumentado rápidamente. Según las estadísticas de la fecha de solicitud, habrá 30 patentes en 2020. 33 solicitudes de patentes relacionadas en 2021.

Los fabricantes con patentes, sobre todo de optimización, tienen una ventaja en los últimos años,
Empresas de todo el mundo han empezado a utilizar LMFP. En respuesta a los problemas de rendimiento del LMFP, varios fabricantes lo modifican principalmente mediante recubrimiento de carbono, dopaje iónico y nanometerización.

Entre ellas, la mejora del proceso es sólo una modificación aparente, y es necesario introducir un elemento ajeno para cambiar esencialmente su estructura, pero las barreras técnicas de la segunda vía son relativamente altas, y actualmente sólo unas pocas empresas tienen patentes relevantes.

Cómo producir buenos LMFP

Dos rutas, el método de fase líquida es el mejor

Dos rutas

Método de fase líquida y método semisólido semilíquido

El proceso de producción de LMFP es diferente del de LFP. Dado que el ferromanganeso necesita formar una solución sólida uniforme para producir litio ferromanganeso de alta calidad, es probable que la producción de ferromanganeso de alta calidad se base en el método de fase líquida, y que el método de fase sólida se utilice para producir hierro. Las empresas del litio necesitan mejorar sus procesos de producción.

Existen dos métodos principales para producir litio hierro manganeso: el método de fase líquida y el método semisólido semilíquido. El método de fase líquida puede disolver todas las materias primas. De acuerdo con el principio de "uniformidad" de la solución, puede realizar la combinación del nivel molecular, y el precursor obtenido es más uniforme, lo que puede prevenir eficazmente la agregación de la fase rica en manganeso y mejorar el rendimiento electroquímico del material;

El método de fase sólida realiza la mezcla de materias primas mediante mezcla mecánica y trituración, con lo que sólo se puede conseguir uniformidad macroscópica, pero no se puede conseguir uniformidad microscópica, es decir, a nivel molecular, y la consistencia del producto es deficiente. El método semisólido semilíquido es un método de fase líquida utilizado en el proceso frontal para extraer elementos, de modo que el hierro y el manganeso puedan formar una solución sólida uniforme.

El proceso front-end es la barrera central para la producción de fosfato de litio, hierro y manganeso. La diferencia entre los métodos de fase líquida en el front-end de cada empresa se refleja principalmente en las distintas formas de obtener materiales nano-LMFP, acortando las vías de migración de Li+ y electrones en términos de reducción del tamaño de partícula primaria, mejorando así la conductividad.

Producción ternaria de compuestos

Las rutas técnicas de varias empresas están en pleno apogeo

Camino compuesto:
1. La pila (1-M) de material ternario compuesto de manganeso-hierro-litio preparada por el método de agitación convencional tiene una densidad de energía y una plataforma de voltaje similares a las de la pila ternaria, y presenta un mejor rendimiento a baja temperatura, ciclo de vida y rendimiento de seguridad;
2. La pila (2-C) fabricada recubriendo primero el material ternario con fosfato de litio, hierro y manganeso y, a continuación, mediante el proceso de mezcla convencional, tiene mayor seguridad, pero la resistencia es demasiado grande y el rendimiento eléctrico es ligeramente peor.

Las rutas técnicas de diversas empresas están en pleno auge. Según las patentes de varias empresas, la composición ternaria incluye principalmente rutas técnicas como la mezcla física simple, la conexión de capas de carbono, la fusión mecánica, la adsorción física, la estructura de núcleo y concha y la conexión mediante enlaces químicos.

A medida que se reducía el 523NCM de 90% a 50%, mejoraba la retención de la capacidad del compuesto y la eficiencia de la primera carga-descarga. Según la patente de la ruta tecnológica de adsorción física de energía de litio de Litai, a medida que disminuye la adición de 523NCM (Ejemplo 1-5: de 90% a 50%), disminuye gradualmente la capacidad específica del material compuesto en la primera descarga a 0,1C.

Sin embargo, la eficiencia de la primera carga-descarga y la tasa de retención de la capacidad después de 200 ciclos a 1C aumentaron gradualmente, y la tasa de retención de la capacidad fue significativamente superior a la de 523NCM, y la capacidad específica de la primera descarga fue significativamente superior a la de LMFP.

Vía de reducción de costes

Aumentar la gama de selección de materias primas, mejora de procesos, reciclaje

Reducción de los costes de material: En la actualidad, los estándares de las materias primas son diferentes. El método de fase sólida sigue el método de producción de hierro de litio. El fosfato de hierro se utiliza como precursor y se mezcla con sal de litio y sal de manganeso. El coste se reducirá considerablemente.

Por otra parte, varios fabricantes intentan utilizar materiales de bajo coste en el proceso de modificación de los LMFP. Por ejemplo, Skoland utiliza óxidos metálicos (de bajo coste) para preparar fosfato polivalente de hierro, manganeso y vanadio. Cuando el recubrimiento de carbono mejora el rendimiento electroquímico de los LMFP, se utilizan materias primas químicas inorgánicas comunes para reducir costes.

Reducción de costes de proceso: Varios fabricantes reducen costes optimizando cada eslabón del proceso de producción. Por ejemplo, Litai Lithium puede utilizar un lecho giratorio de supergravedad para la coprecipitación con el fin de preparar precursores de LMFP para reducir costes, y la activación por microondas patentada por Skoland El método de preparación de LMFP utilizando agua como cuerpo de molienda reduce el coste.

Reducción de costes de reciclaje: Con la fuerte subida del precio del carbonato de litio (casi 8 veces en 21 años), la economía del reciclaje de residuos de baterías de litio hierro fosfato es cada vez mejor. Defang Nano consigue una cadena industrial de circuito cerrado reciclando residuos de fosfato de hierro y litio, y mejora la tasa de utilización del mineral de litio para reducir costes.

Intensidad de la inversión

Unos 200 millones, algo más que el hierro y el litio

El coste de producción de LMFP por el método de fase líquida pura es superior al del método semisólido semilíquido. Con una producción anual de 10.000 toneladas de fosfato de litio, hierro y manganeso, según la investigación de base, la inversión necesaria para la producción semisólida y semilíquida es de unos 180-200 millones de RMB. 240 millones de RMB.

¿Cuál es el futuro de LMFP?

Ruta de comercialización

Vehículo eléctrico de dos ruedas → ternario compuesto → uso independiente.

Vehículo eléctrico de dos ruedas

Ha entrado en el terminal, el volumen viene pronto

Manganato de litio (LMO): Ha entrado en el terminal de vehículos eléctricos de dos ruedas con las ventajas de la seguridad y la vida útil del ciclo. LMFP+LMO puede considerarse uno de los sistemas de baterías de litio más rentables en el campo de los vehículos eléctricos de dos ruedas. Ya ha entrado en el terminal y ha empezado a aumentar gradualmente su volumen, como el vehículo eléctrico Maverick que está equipado con Phylion.

Impulsada por factores como la nueva política de normas nacionales, la proporción de ventas de vehículos eléctricos de dos ruedas de iones de litio ha aumentado año tras año. EVTank predice que para 2025, la tasa de penetración en el mercado de todo el vehículo eléctrico de dos ruedas de iones de litio será cercana a 60%.

Ternario compuesto

el inicio de la comercialización

Compuesto NCM: el inicio de la comercialización. El rendimiento del LMFP y del material ternario se aproxima al del ternario. Además, según la distribución del tamaño de las partículas, el D50 del material ternario es aproximadamente el doble que el del fosfato de litio, manganeso y hierro, y la distribución general del tamaño de las partículas se hace más amplia tras la composición.

Se mejora la estabilidad de los iones de litio durante el proceso de carga y descarga de la red de materiales ternarios, y se proporciona la fuerza de deformación elástica para que el material reciba el impacto de fuerzas externas, mejorando así la seguridad ternaria y el rendimiento del ciclo. Por lo tanto, el compuesto ternario se ha convertido en el inicio de la comercialización de LMFP.

Úselo solo como capítulo final

Se utiliza solo como capítulo final. Cuanto mayor sea la proporción de manganeso, menor será el problema de la plataforma de doble tensión. El LMFP con una relación de alrededor de 9:1 a ferromanganeso no tiene el problema de la doble tensión y la plataforma de tensión es de alrededor de 4,0. Se puede utilizar solo. En ese momento, el elemento de hierro añadido sólo desempeñará un papel de modificación;

Por otra parte, el aumento del contenido de manganeso incrementará la cantidad de manganeso en el electrolito, lo que inevitablemente provocará el problema de la distorsión de la red causada por la precipitación de manganeso, que requiere una mejora continua de la tecnología para superar las dificultades.

Diseño principal

CATL lanzará baterías M3P, y German Nano construirá un nuevo proyecto de capacidad de producción anual de 440.000 toneladas

Método de fase líquida: German Nanometer construye un nuevo proyecto de capacidad de producción anual de 440.000 toneladas. La parte alemana produce LMFP por el método de fase nano-líquida. En noviembre de 2021, anunciará un nuevo proyecto de base de producción de material catódico a base de fosfato con una producción anual de 110.000 toneladas; en enero de 2022, anunciará un nuevo plan de proyecto de material catódico a base de fosfato con una producción anual de 330.000 toneladas.

Método semisólido y semilíquido: tales como: Ningde Times posee Litai Lithium Energy, de desarrollo y producción propios. Litai litio puede utilizar el método semisólido y semilíquido para producir LMFP, y CATL desplegará litio hierro manganeso fosfato a través del control de Litai litio: el 23 de diciembre de 2021, se convertirá en accionista de Litai litio, y tendrá acciones después del cambio de accionistas el 10 de enero de 2022 60%.

Fábricas de baterías: CATL, BYD, etc. CATL reveló en su actividad de relaciones con los inversores el 14 de febrero de 2022 que la empresa planea lanzar un nuevo producto, la batería M3P. Según las preguntas de los inversores a la empresa, especulamos que se trata de una batería de litio hierro fosfato. BYD lleva diez años profundamente comprometida con el hierro y el litio, y cuenta con más de diez patentes relacionadas con el hierro manganeso y el litio, y posee ricas reservas técnicas.

Los compuestos LMFP tienen un buen comportamiento a baja temperatura

Los compuestos LMFP tienen un buen rendimiento a bajas temperaturas y un gran potencial para el almacenamiento de energía en frío. Las baterías de iones de litio ocupan una posición dominante en el campo electroquímico del mercado de almacenamiento de energía debido a su amplio rango de temperaturas aplicables y su larga vida útil. Las baterías de almacenamiento de energía se preocupan más por el coste de la batería y el rendimiento del ciclo.

Por lo tanto, las baterías de LFP se utilizan principalmente en las baterías de iones de litio, pero el LFP tiene un rendimiento pobre a baja temperatura y no puede completar bien los ciclos de carga y descarga en zonas altas y frías, lo que hace que su rendimiento sea inestable, mientras que los materiales compuestos LMFP (compuestos ternarios o dopados de magnesio y otros iones metálicos) tienen un excelente rendimiento a baja temperatura, y el almacenamiento de energía en frío puede ser prometedor.

Con el avance gradual del objetivo de doble carbono, la demanda de baterías de almacenamiento de energía crecerá a un ritmo relativamente alto. Predecimos que para 2025, los envíos mundiales de baterías de almacenamiento de energía alcanzarán los 393,8GWh, con una tasa de crecimiento anual compuesto de 2022-2025. hasta 72%.

Quién puede producir buenos LMFP

Planta de cátodos

Nano cuadrado alemán

El método de fase líquida presenta importantes ventajas, y la capacidad actual en construcción es la mayor

El maduro método de fase líquida existente proporciona a la empresa una ventaja de primer orden. En la actualidad, el proceso de síntesis de LMFP se divide principalmente en dos categorías: método de fase sólida y método de fase líquida. Dado que es probable que la preparación de LMFP de alta calidad se base en el método de fase líquida, y la mayoría de los fabricantes utilizan la preparación en fase sólida, Defang Nano utiliza el método de fase líquida. La ventaja de los LMFP preparados por el método de fase es obvia.

Ricas reservas técnicas, gran fuerza de I+D. En el primer trimestre de 2022, Defang Nano ha solicitado y obtenido 69 patentes en China, incluidas 9 patentes relacionadas con LMFP. En 2021, la empresa invertirá 164 millones de yuanes en investigación y desarrollo, un aumento interanual de 217,76%.

Entre los principales proyectos de I+D figura la investigación sobre la tecnología clave de preparación de nuevos materiales catódicos a base de fosfato. Según la información pertinente divulgada, especulamos que puede tratarse de la investigación tecnológica relacionada con LMFP. Esperamos que el proyecto alcance la producción en serie a finales de 2022.

Litai Energía de litio

Profundamente ligada a Ningde, se espera que alcance un gran volumen en el futuro

Filial de CATL, la empresa se centra en la investigación y el desarrollo, y el número de solicitudes de patentes ha aumentado en los últimos años. En la actualidad, la empresa ha solicitado y obtenido 21 patentes en China, incluidas 8 patentes relacionadas con LMFP, la mayoría de las cuales son patentes de procesos para mejorar el rendimiento de LMFP y patentes relacionadas para la modificación estructural mediante la introducción de elementos de terceros.

2014-2021 Número de solicitudes de patentes de energía del litio de Litai (artículos)

Ocho años de duro trabajo de investigación y desarrollo y de resolución de problemas clave han hecho realidad la producción industrializada de productos de fosfato de litio hierro manganeso. El material de manganeso fosfato de hierro y litio a nanoescala desarrollado de forma independiente por Litai Lithium Energy se basa en la tecnología de cátodo de fosfato de hierro y litio poroso de malla tridimensional nanocristalina (3DMeshyNano-LFP).

Las partículas primarias son de tamaño nanométrico, y las partículas secundarias tienen la función de conducción de red tridimensional, lo que resuelve eficazmente el problema de resistencia de la LFMP tradicional, y tiene un buen rendimiento de tasa, rendimiento de ciclo, rendimiento a baja temperatura y rendimiento de procesamiento, y una excelente seguridad.

Fábrica de baterías

CATL

CATL como uno de Los 10 principales fabricantes de baterías de iones de litio de China cuenta con un completo sistema de I+D y un sólido equipo de I+D (con un máster o superior que representa 20%+). Ya en 2015, solicitó la patente de LMFP para introducir la modificación del método de elementos de terceros.

El nuevo producto M3P de CATL. Según la divulgación de la actividad de relaciones con los inversores de CATL el 14 de febrero de 2022, el nuevo producto M3P que la empresa planea lanzar no es fosfato de hierro y manganeso de litio, sino que también contiene otros elementos metálicos. La empresa lo denomina el ternario del sistema de fosfato, y su coste es inferior al del ternario. . Según la patente de la empresa, especulamos con la posibilidad de que el M3P esté dopado con otros elementos, como el magnesio, para mejorar el rendimiento electroquímico del LMFP.

BYD

BYD en Las 10 principales empresas de baterías de almacenamiento de energía en China Con su fuerte capacidad de innovación y su profunda acumulación técnica, BYD lanzó la "Blade Battery" en marzo de 2020. Su tecnología de batería blade resuelve los problemas de kilometraje y seguridad de los vehículos de nueva energía, convirtiéndose en una obra que marca una época en el campo de las baterías eléctricas y consolidando el liderazgo mundial de la empresa. Desde 2020, su capacidad instalada de baterías de potencia ha aumentado considerablemente.

LMFP: Reservar activamente y trabajar duro para avanzar. BYD declaró una vez en la "Conferencia de Trabajo de Ingeniería de Tres Bases de la Industria Automovilística de Nuevas Energías de China 2014" que el fosfato de litio, hierro y manganeso es su nueva ruta técnica.

En aquella época, debido a la política y a otras razones, varios fabricantes adoptaron uno tras otro los materiales ternarios de alta capacidad. Esta vía no se convirtió en la corriente dominante, pero la empresa siguió avanzando y reservándose activamente. En los últimos años, se han desplegado más de diez patentes.

Guoxuan Hi-Tech

Más de diez años de profundo cultivo del hierro y el litio, centrados en la investigación y el desarrollo

Más de diez años de profundo cultivo del hierro y el litio, centrados en la investigación y el desarrollo. En los últimos años, la proporción del gasto en I+D de la empresa se ha situado en un nivel relativamente alto en la industria, y la empresa también ha solicitado un gran número de patentes relacionadas con los materiales catódicos.

En 2019, la batería de iones de litio de fosfato de hierro y manganeso cuadrada FP1865140-15Ah desarrollada independientemente por la empresa ganó el honor de nuevo producto en la provincia de Anhui.