Cossa l'é LiFePO4 inte battëie de litio??
Introduçion a-i Materiali do fosfato de færo de litio
Fosfou de færo de litio (forma molecolare LiFePO, fosfato de færo de litio, LFP, conosciuo ascì comme fosfato de færo de litio ò fosfato de litio ferno) o l’é un materiale catòdo deuviou inte de battëie de litio. E seu caratteristiche son che no contëgnan di elementi preçioxi comme o cobalto ò o nichel, o prexo da matëia primma o l'é basso; e o carbònio, o litio e o færo son abbondanti inta crosta da tæra, che peuan soddisfâ a domanda de mercou de ciù che un mion de tonnëi à l'anno. Comme materiale do catòdo, o fosfato de færo de litio o l’à unna tenscion de travaggio moderâ (3,2 V), erta capaçitæ speçifica (170 mA·h/g), unn’erta potensa de descharge, a capaçitæ de carrega spedia e a vitta à çiclo longo, con unna boña stabilitæ inte l’erta temperatua e inti ambienti erti.
O cristallo fosfou de færo de litio o l’appartëgne à unna qualitæ de struttua d’oliviña. Inta mineragia, o se ciamma a bestilite, ch’o ne vëgne da-e reixe de paròlle greghe tri e o lion. In scê aree, o cô o peu ëse grixo, rosso- brun grixo, brun ò neigro, tanto che i produti effettivi son neigri ò grixo- neigro. Çerti materiali minerali natuæ contëgnan un fosfato de færo de litio, ma o graddo o l’é basso e o no razzonze o livello d’applicaçion prattica. O fosfato de færo de litio o l’appartëgne a-a categoria de fosfato compòxito, e a seu formola chimica generale a dovieiva ëse LiMPOT, donde M o peu ëse un metallo chesesegge, compreiso Fe, Co, Mn, etc. Dæto che a primma compagnia pe commercializzâ Litio a l’à produto un fosfato de fæ materiale. À tutti i mòddi, pe-i compòsti co-a struttua oliviña, o fosfato de færo de litio o no l’é l’unico ch’o peu vegnî deuviou comme materiale catòdo inte battëie de litio. Segondo a conoscensa d'ancheu, gh'é ascì LiMnPOT, LiMnFePO, LiVPO, LiCoPOTC, e tanti atri materiali.
L’origine di materiali fosfæti de færo de litio a se peu tracciâ torna a-o 1996, quande l’açienda de telecommunicaçioin do Giappon NTT a l’à descoverto pe-a primma vòtta che AMPO (A o l’é un metallo alcalico, M o l’é Co ò Fe) co-a struttua oliviña, in sciâ combinaçion de LiFeCoPOC, o peu ëse deuviou comme un mateiâ da batteria de battëie. Pe conseguensa, o l’é stæto descoverto da-o gruppo de reçerca Goodeghugh a-o Massachusetts Instituto de Tecnologia inti Stati Unii, tanto ch’o studiava di compòsti de quaddro, che o materiale de fosfato de færo de litio o l’à a propietæ reverscibile do litio pe-o litio [3}ioin (Li⁺). A-i 23 d'arvî do 1997, l'Universcitæ do Texas à Austin a l'à presentou un brevetto titolou "materiali de catòdo pe-e battëie segondäie de litio recarregabile" (OWO19970551), con marcâ o comenso do monopòlio de brevetto in scî materiali fosfæti de færo de litio.
A pubricaçion contemporanea do fosfato astrutou da-i Stati Unii e do Giappon a l'à attræto unna gran attençion, a l'à provocou unna reçerca approfondia e a l'à avansou a-a spedia o proçesso d'industrializzaçion a-a spedia. In confronto a-o litio tradiçionale de litio{ {2}. In particolâ, a seguessa a l'é stæta ben ben megioâ, con arvî un gran interesse da-i reçercatoî e da l'industria.
Segondo i resultati de reçerca inti urtimi anni, o materiale de fosfato de færo de litio o l’à unna struttua d’oliviña ben en benziña, e i seu cannæ de diffuxon de litio. I materiali do catòdo tradiçionale an de struttue stratificæ ò spinel, che permettan a-i ioin de litio de mesciâse a-a spedia tra di seu ò inte di cannæ ciù grendi, e donca o dova i materiali con unna boña prestaçion de descharge. Pe contra, i cannæ de diffuxon de litio en di cannæ de diffuxon de færo de litio en un{+ {5}i}dimenscionale, che veu dî che drento do cristallo gh’é solo che unna diffuxon de litio pe-o litio, donca o tasso de migraçion do litio o l’é relativamente lento e a distansa de diffuxon a l’é curta. Sorviatutto inte condiçioin de descharge erta, i ioin de litio interno no peuan migrâ into tempo, co-o resultato de unna polarizzaçion elettrochimica scignificativa.
E battëie peuan vegnî fabricæ pe mezo do materiale de fosfato de færo de litio puo pe verificâ e concluxoin stæte mensunæ de d’ato. I esperimenti an mostrou che l’utilizzaçion da capaçitæ do materiale de fosfato de færo de litio puo a l’é assæ bassa e a batteria a patisce unna decadensa de capaçitæ spedia durante o çiclo. A figua 2.1 a mostra a prestaçion do çiclo de unna çellola de monæa de litio en fæti da l’autô pe mezo de fosfato de færo de litio puo scintetizzou idrotermichi (sensa revestimento de carbònio). Se peu nottâ che dòppo 15 çicli de scarto-sscargo pöcassæ, a capaçitæ da batteria a l’é decatâ da ciù do 20%. De conseguensa, o materiale de fosfato de færo de litio puo o no l’é adatto pe-i scistemi de battëia de litio.
Do 2000, Hydro{{1}Qunebec (H{2}Q), l’utilitæ pubrica naçionale do Canada, a l’é stæta a primma à presentâ di brevetti in sciô revestimento do fosfato de færo de litio con di materiali conduttoî, compreiso l’utilizzaçion do revestimento de carbònio in scî materiali de færo de færo. Sto fæto o l’à permisso a-o fosfato de færo de litio pe razzonze unn’erta capaçitæ speçifica e o l’à esteiso a seu vitta à çiclo à ciù de 2000 çicli. Sto fæto o l’à segnou o comenso do proçesso d’industrializzaçion do fosfato de færo litio comme materiale do catòdo.
