ЛИТИЙ-ЖЕЛЕЗОФОСФАТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ: МАТЕРИАЛЫ, ПРОЦЕССЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА В РОССИИ

Проанализирован опыт организации производства и исследованы электрохимические характеристики литий-железофосфатных аккумуляторов модели LT-LFP 300 (ООО «Лиотех», г. Новосибирск). Необратимые потери ёмкости аккумуляторов в первом формировочном цикле составили допустимые 16,8 %. Увеличение нормированного разрядного тока в диапазоне 0,2–1,5 С слабо сказывается на разрядной ёмкости LT-LFP 300. В интервале температур от 0 оС до +50 оС разрядная ёмкость практически не изменяется, тогда как ниже 0 оС она закономерно уменьшается по мере понижения температуры. При этом аккумуляторы LT-LFP 300 сохраняют разрядную ёмкость на уровне ~67 % даже при –40 оС. Повышение температуры до положительных величин приводит к полному восстановлению прежних значений разрядной ёмкости. После 500 циклов при нормированном разрядном токе 0,2 С и глубине разряда от 80 % и ниже разрядная ёмкость LT-LFP 300 постепенно стабилизируется на уровне 85–90 % от первоначальной. Эксплуатационные характеристики аккумулятора LT-LFP 300 соответствуют мировым аналогам. Литий-железофосфатные аккумуляторы ООО «Лиотех» прошли апробацию в качестве источников автономного питания электротранспорта и в стационарных накопителях энергии.

1. Daniel C., Mohanty D., Li J., Wood D.L. Cathode materials review // AIP Conf. Proc. 2014. Vol. 1597. P. 26–43.

2. Cherkouk C., Nestler T. Cathodes – Technological review // AIP Conf. Proc. 2014. Vol. 1597. P. 134–145.

3. Zaghib K., Guerfi A., Hovington P. et al. Review and analysis of nanostructured olivine-based lithium recheargeable batteries: Status and trends // J. Power Sources. 2013. Vol. 232. P. 357–369.

4. Liu D., Zhu W., Trottier J. et al. Spinel materials for high-voltage cathodes in Li-ion batteries // RSC Adv. 2014. Vol. 4. P. 154–167.

5. Chen J. Recent progress in advanced materials for lithium ion batteries // Materials. 2013. Vol. 6. P. 156–183.

6. Myung S.-T., Amine K., Sun Y.-K. Nanostructured cathode materials for rechargeable lithium batteries // J. Power Sources. 2015. Vol. 283. P. 219–236.

7. Hu M., Pahg X., Zhou Z. Recent progress in high-voltage lithium ion batteries // J. Power Sources. 2013. Vol. 237. P. 229–242.

8. Nitta N., Wu F., Lee J.T. et al. Li-ion battery materials: present and Future // Materials Today. 2015. Vol. 18. No. 5. P. 252–264.

9. Deng S., Wang H., Liu H. et al. Research progress in improving the rate performance of LiFePO4 cathode materials // Nano-Micro Letters. 2014. Vol. 6. No. 3. P. 209–226.

10. Amine K., Kanno R., Tzeng Y. Rechargeable lithium batteries and beyond: Progress, challenges, and future directions // MRS Bull. 2014. Vol. 39. P. 395– 401.

11. Sauvage F., Baudrin E., Laffont L. et al. Origin of electrochemical reactivity enhancement of post-annealed LiFePO4 thin films: Preparation of heterosite-type FePO4 // Solid State Ionics. 2007. Vol. 178. P. 145–152.

12. Fergus J.W. Recent developments in cathode materials for lithium ion batteries // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 939–954.

13. Balakrishnan P.G., Ramesh R., Prem Kumar T. Safety mechanisms in lithium-ion batteries // J. Power Sources. 2006. Vol. 155. P. 401–414.

14. Padhi A. K., Nanjundaswamy K. S., Masquelier C. et al. Effect of structure on the Fe3 +/ Fe2 + redox couple in iron phosphates // J. Electrochem. Soc. 1997. Vol. 144. No. 5. P. 1609–1613.

15. Winter M., Moeller K.-C., Besenhard J.O. Carbonaceous and graphitic anodes / In: Lithium Batteries. Science and Technology. Ed. By G.-A. Nazri. Kluwver Academic Publishers, Boston-Dordrecht-New York-London, 2004. P. 144–194.