Tá dea-fheidhmíocht rothaíochta tréithrithe ag cadhnraí LFP, ach tá a bhfeidhmíocht ráta i bhfad níos measa ná feidhmíocht cadhnraí litiam trínártha. Mar sin, is féidir feabhas a chur ar fheidhmíocht ráta cadhnraí LFP a bhaint amach trí dhíriú ar na hamhábhair agus ar an dearadh foirmithe araon.
I. Baic i bhFeidhmíocht Ráta Fosfáite Iarainn Litiam
Tá droch-fheidhmíocht ráta ag baint le fosfáit iarainn litiam (LiFePO₄, LFP), mar cheann de na hábhair chatóide is mó a úsáidtear go forleathan, mar gheall ar dhá phríomhfhachtóir: Ar dtús, tá seoltacht leictreonach íseal mar thoradh ar líonra neamhleanúnach FeO₆ sa struchtúr olivine (thart ar 10⁻⁹~10⁻¹⁰ S/cm); sa dara háit, is é an toradh a bhíonn ar chainéil chaol idirleathadh Li⁺ tríthoiseacha ná ráta idirleata ian litiam (thart ar 10⁻¹⁴~10⁻¹⁶ cm²/s). Go simplí, le linn ráta ard luchtaithe agus urscaoilte, ní féidir leis an éifeachtúlacht iompair leictreoin agus litiam cloí leis an éileamh atá ann faoi láthair, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar an bpolarú agus go dtiocfaidh laghdú suntasach ar acmhainn.
Leagann an méid seo a leanas amach straitéisí feabhsúcháin ó ábhair, leictreoidí, leictrilítí go dtí an córas dearadh foriomlán.
II. Croístraitéisí Feabhsúcháin
1. Modhnú Ábhar Cathóide:
(1) Nanastruchtúrú – An Fad Tarchuir a Ghiorrú:
Is féidir le laghdú ar mhéid na gcáithníní LFP go dtí an nana-scála an cosán idirleata Li⁺ sa chéim soladach a ghiorrú go suntasach, ag laghdú muirear agus am urscaoilte. Comhcheanglaíonn micreasféar scagach LFP (a chuirtear le chéile ó nanacháithníní) feidhmíocht ardráta agus dlús fuinnimh toirtmhéadrach ard, rud a fhágann gur treo tosaíochta iad a chomhcheanglaíonn praiticiúlacht agus feidhmíocht. Mar sin féin, ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil dlús íseal dhlúthú ag nana-ábhair íon agus de ghnáth ní mór iad a ghrádú le cáithníní níos mó chun feidhmíocht ráta agus dlús fuinnimh toirtmhéadrach a chothromú.
(2) Cumhdach Carbóin – Cainéil Leictreonaigh a Oscailt
Is é sciath aonfhoirmeach dromchla na gcáithníní LFP le ciseal carbóin seoltaí an modh modhnú is aibí ar bhonn tráchtála. Is féidir leis an gciseal carbóin achar dromchla sonrach na gcáithníní a mhéadú, an t-achar imirce Li⁺ a laghdú, agus líonra seoltaí a thógáil ag an am céanna. Is féidir le tabhairt isteach ardábhair charbóin ar nós nanafeadáin charbóin (CNTanna) agus graphene líonra seoltaí an-éifeachtach a thógáil ó “phointe-líne-dromchla" trí{-pheirspictíocht tríthoiseach, rud a chuirfeadh feabhas breise ar fheidhmíocht rátaí. Laghdaíonn paitinn is déanaí Wanrun New Energy friotachas púdair agus láisteadh iarainn trí chomhdhúile iarainn (0.7% ~ 3.1% de réir maise) a thabhairt isteach sa chiseal brataithe, ag baint amach feabhsuithe comhuaineacha ar chumas, ar fheidhmíocht rothaíochta agus ar fheidhmíocht rátaí.
(3) Dópáil ian – Luasghéarú ón Laitíse Taobh istigh
Is féidir le Na⁺ Na⁺ ag láithreáin Li a bheith ina chúis le leathnú laitíse agus bealaí idirleata Li⁺ a leathnú; is féidir le dópáil Ti⁴⁺ ag láithreáin Fe feabhas a chur ar chobhsaíocht laitíse agus ar acmhainn inchúlaithe. Bhain grúpa taighde Lü Wenyan in Ollscoil Teicneolaíochta Chongqing úsáid as dópáil sineirgisteach Na-Ti go LFPanna atá brataithe le carbón, ag baint amach coinneáil acmhainne 100% agus éifeachtacht coulombic de 99.54% tar éis 1000 timthriall ag ardráta 5C, rud a léirigh cobhsaíocht fhadtéarmach ardráta thar a bheith den scoth. Baineann paitinn údaraithe le déanaí Hunan Yuneng le haghaidh "Modhnú Foinse Carbóin Ileiliminte" amach freisin feidhmíocht rátaí feabhsaithe agus cobhsaíocht rothaíochta trí ghreamú siloxane miotail, níotráit chóbalt, agus modhnú sineirgisteacha níotráite copair.
2. Próiseas Sintering Casta: Briseadh Tríd an Aincheist Cóireála Teasa
Go hiondúil déantar sintéis charbothermic de LFP ag 600-800 céim . Ag an teocht seo, tá criostalacht íseal ag an gciseal carbóin mar thoradh air seo, agus níl a seoltacht leordhóthanach le haghaidh riachtanais mhuirearú tapa. Mar sin féin, má mhéadaítear an teocht is cúis le garbhú gráin, rud a mbíonn tionchar diúltach aige ar fheidhmíocht rátaí. Tá straitéis shintéirithe ultrafast forbartha ag an bhfoireann faoi stiúir Zhang Mingjian ag Ollscoil na Síne Hong Cong (Shenzhen) i gcomhar le Li Auto: LFP tráchtála a nochtadh ag 1000 céim ar feadh thart ar 10 soicind agus fuarú tapa ina dhiaidh sin, ag an am céanna feabhas a chur ar criostalacht an chiseal carbóin dromchla (lochtanna C{{}}O) agus cumas idirleata mórchóir litiam (an cumas frith-idirleathadh) a laghdú. méid gráin nanoscale. Léiríonn an LFP modhnaithe feabhas feidhmíochta ráta de níos mó ná 25%, agus ní raibh ach meath acmhainne 9.8% tar éis 5000 timthriall muirir tapa. Ní theastaíonn ón modh seo ach mionathruithe simplí ar fhoirnéis feadáin chaighdeánaigh chun cileagram a bhaint amach ar scála scála-aníos, rud a sholáthraíonn cosán ísealchostais "uasghrádaithe iar-phróiseála" d'ábhair thráchtála.
3. Optamú Gníomhairí Seolta: Líonra Seoltach Tríthoiseach a Thógáil
Bíonn róil dhifriúla ag oibreáin seoltacha éagsúla san leictreoid: tógann seoltacht carbóin dubh (SP) pointe-cosúil le-naisc ghearra, tógann nanaifeadáin charbóin (CNTanna) naisc líneacha mheán-raoin, agus tógann graphene (GN) naisc fhadraoin phlánacha. Nuair a úsáidtear iad i dteannta a chéile, cruthaíonn siad líonra seoltaí sineirgisteacha tríthoiseach de "pointe-líne{-planar", rud a laghdóidh go mór an fhriotaíocht leictreoid agus a fheabhsaíonn ráta ceallraí agus feidhmíocht timthriall. Tá sé fíoraithe go bhfuil an éifeacht feabhsaithe feidhmíochta cinéiteach is fearr ag gníomhairí seoltacha ilchodacha ternary (carbón dubh + CNTs + graphene) i gcadhnraí fosfáit iarainn litiam.
4. Optamú Leictrilít: Luasghéarú Céime Leacht Sineirgisteach
Is é an leictrilít an meán leachtais trína aistríonn Li⁺ idir na leictreoidí deimhneacha agus na leictreoidí diúltacha. Is cuid fíor-riachtanach é an leictrilít a bharrfheabhsú chun feidhmíocht an ráta a fheabhsú. I measc na dtreoracha optamaithe tá:
Lithium Salt Selection: LiFSI (lithium bisfluorosulfonylimide) has good thermal stability (>200 céim ) agus seoltacht ard ianach. Má chomhcheanglaítear é le LiPF₆ (m.sh., i gcóimheas 3:1) is féidir feidhmíocht chostais agus rátaí a chothromú. Córas Tuaslagóirí: Is féidir le tuaslagóirí ar shlaodacht íseal{-(cosúil le DME, MA) iompar Li⁺ a luathú, ach ní mór sábháilteacht a chur san áireamh; is féidir le FEC a chur leis (5% ~ 10%) feabhas a chur ar chruas scannán SEI agus foirmiú dendrite litiam a chosc.
Breiseáin Fheidhmiúla: Is féidir le VC (carbónáit eitiléine, 1% ~ 2%) scannán dlúth SEI a fhoirmiú agus an impedance idir-éadan a laghdú; is féidir leis an meascán de LiNO₃ agus LiFSI Li₃N- chobhsaí a chruthú ina bhfuil ciseal SEI ag an leictreoid dhiúltach. Ag baint úsáide as leictrilít optamaithe (carbónáit eitiléine + carbónáit démheitil + carbónáit meitile eitile mar thuaslagóirí, VC, 1,3-PS, FEC, agus acetonitrile mar bhreiseáin), sroicheann an ráta coinneála acmhainne 95.6% tar éis 900 timthriallta 3C muirear-urscaoileadh agus 87% timthriallta tar éis 1000C a fheabhsú go suntasach.
5. Dearadh Struchtúr Leictreoid: Iompar Ion Díchúpláil Porosity Gradient
I leictreoidí ciseal tiubh singil traidisiúnta, tá an t-ábhar gníomhach in aice leis an mbailitheoir reatha deacair a bheith rannpháirteach san imoibriú mar gheall ar an gcosán iompair ian ró-fhada. Trí theicníc brataithe ciseal dúbailte a úsáid, tugtar gníomhaire foirmithe pore (cosúil le décharbónáit amóiniam) isteach sa sciath leictreoid atá suite ar shiúl ón mbailitheoir reatha, chun struchtúr pore grádán a thógáil le porosacht ag méadú de réir a chéile ón mbailitheoir reatha go dtí an dromchla leictreoid. Léiríonn turgnaimh go gcoimeádann an grádán leictreoid ciseal tiubh dúbailte -ciseal tiubh (77.3 μm) fós cumas urscaoilte sonrach de 40 mAh/g ag ráta 5C ag teocht an tseomra, agus tá an leictreoid ciseal singil leis an dlús areal céanna le cumas sonrach urscaoileadh 5C de 0. Cuireann an struchtúr pore grádán dlús leordhóthanach iompair chun cinn laistigh den leictrilít ard, fliuchadh leictrilít ard. ná nó cothrom le 2.6 g/cm³) cuidíonn sé friotaíocht inmheánach a laghdú agus feidhmíocht ráta a fheabhsú tuilleadh.
Maidir Linne
Acey Chlistespeisialtóireacht i T&F agus déantúsaíocht trealaimh chadhnraí litiam ardleibhéil. Cuirimid réitigh chomhtháite aon-stad ar fáil do línte táirgeachta ceall ceallraí (cealla sorcóireacha, boinn agus pouch) agus línte cóimeála pacáiste ceallraí. Do dhaoine núíosacha chuig an tionscal ceallraí ian litiam atá ag iarraidh a línte cille nó pacála féin a bhunú, soláthraímid tacaíocht theicniúil agus treoir ghairmiúil. Ná bíodh drogall ort teagmháil a dhéanamh linn.