Quelle est la différence entre une batterie LFP et une batterie ternaire ?

Avec le développement rapide du nouveau marché de l'énergie, les types de batteries au lithium, en tant que principale source d'énergie, deviennent de plus en plus diversifiés. Parmi elles, le lithium fer phosphate et le lithium ternaire sont actuellement les deux batteries les plus répandues sur le marché des batteries. Ci-dessous, nous nous concentrerons sur la présentation de ces deux types de batteries et comprendrons leurs différences.

Matériaux et batteries au phosphate de fer et de lithium

Le matériau de la cathode des batteries au lithium fer phosphate est le phosphate de lithium fer (LiFePO4), qui a une structure de type olivine. Ce matériau est peu coûteux, respectueux de l’environnement, non toxique et hautement sûr. Cependant, sa conductivité électronique relativement faible peut affecter les performances de charge et de décharge de la batterie. Le processus de charge et de décharge du matériau LiFePO4 implique principalement la transition entre les phases LiFePO4 et FePO4, avec un faible taux de changement de volume, ce qui rend le matériau extrêmement stable. Par conséquent, la sécurité et la stabilité des matériaux et des batteries au lithium fer phosphate ne font aucun doute.

Figure 1-Schéma modèle du matériau phosphate de fer et de lithium

La batterie lithium-ion ternaire (NCM) fait référence à une batterie lithium-ion qui utilise trois oxydes de métaux de transition : nickel, cobalt et manganèse comme matériaux d'électrode positive. Parce qu'il combine les avantages de l'oxyde de lithium-cobalt, de l'oxyde de lithium-nickel et de l'oxyde de lithium-manganèse, ses performances sont meilleures que celles de n'importe quel matériau d'électrode positive à composant unique ci-dessus. L'analyse expérimentale montre que trois éléments avec des valences différentes forment une structure de super-réseau, et il existe un effet synergique évident entre les trois composants, rendant le matériau plus stable, et la plate-forme de décharge atteint 3,7 V/3,8 V, elle est donc considérée être l’un des matériaux d’électrode positive les plus prometteurs. Les batteries ternaires ont d'excellentes propriétés électrochimiques telles qu'une densité d'énergie élevée, une bonne sécurité et stabilité, une prise en charge d'une décharge à haut débit et des avantages de coût modérés. Ils ont été largement utilisés dans les domaines des batteries lithium-ion de petite et moyenne taille tels que les produits électroniques numériques grand public, les équipements industriels et les instruments médicaux, et ont montré un fort potentiel de développement dans les domaines des batteries lithium-ion de puissance tels que les robots intelligents, la logistique AGV. véhicules, drones et véhicules à énergies nouvelles.

Le lithium ternaire est principalement divisé en ces types en fonction du rapport des éléments du matériau de l'électrode positive : NCM111, NCM622, NCM811, NCM523, etc.

Figure 2-Schéma de phases du système ternaire entre LNO, LCO et LMO

Analyse comparative de deux matériaux et batteries

• Densité énergétique

• Sécurité

• Performances de puissance

• Adéquation de la température

• Facteurs de coût et environnementaux

Les matériaux ternaires contiennent des métaux rares tels que Ni et Co, et leur coût est supérieur à celui du phosphate de fer et de lithium. Avec l'amélioration des matériaux et de la technologie des batteries, le coût des batteries ternaires et lithium fer phosphate a considérablement diminué. À l'heure actuelle, le prix du marché des batteries ternaires est supérieur à celui des batteries au lithium fer phosphate. Dans le même temps, comparés aux éléments Fe et P respectueux de l'environnement, les éléments Ni et Co contenus dans les matériaux ternaires et les batteries sont plus polluants pour l'environnement. Combinée aux facteurs ci-dessus, la demande de contrôle environnemental et de recyclage des déchets de matériaux ternaires et de batteries est plus urgente.

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