Batterie Lithium Fer Phosphate: Détrôner le lithium-ion dans les véhicules électriques, les mobiles et les ordinateurs portables

Par Fouad Sabry

Qu'est-ce qu'une batterie lithium fer phosphate

La batterie lithium fer phosphate, souvent connue sous le nom de batterie LFP, est une forme de batterie lithium-ion qui utilise du lithium fer phosphate comme le matériau cathodique. L'anode de cette batterie est constituée d'une électrode de carbone graphitique qui a un support métallique. La densité d'énergie d'une batterie LFP est inférieure à celle d'autres types de batteries lithium-ion courants tels que le nickel manganèse cobalt (NMC) et le nickel cobalt aluminium (NCA), et elle a également une tension de fonctionnement inférieure; Les batteries LFP de CATL sont actuellement à 125 wattheures (Wh) par kg, jusqu'à éventuellement 160 Wh/kg avec une technologie d'emballage améliorée, tandis que les batteries LFP de BYD sont à 150 Wh/kg, ce qui est comparé à plus de 300. Notamment, la densité d'énergie de les batteries Panasonic "2170" qui seront utilisées dans le Tesla Model 3 en 2020 sont d'environ 260 Wh/kg, soit environ 70 % de la valeur de ses "produits chimiques purs".

Comment vous en bénéficierez

(I) Conseils et validations sur les sujets suivants :

Chapitre 1 : Batterie lithium fer phosphate

Chapitre 2 : Batterie lithium-ion

Chapitre 3 : Batterie rechargeable

Chapitre 4 : Batterie lithium-polymère

Chapitre 5 : John B. Goodenough

Chapitre 6 : Lithium fer phosphate

Chapitre 7 : Batterie véhicule électrique

Chapitre 8 : Batterie lithium-titanate

Chapitre 9 : Batterie à semi-conducteurs

Chapitre 10 : Batterie lithium-air

Chapitre 11 : Batterie sodium-ion

Chapitre 12 : Batterie aluminium-ion

Chapitre 13 : Comparaison des types de batteries commerciales

Chapitre 14 : Recherche sur les batteries lithium-ion

Chapitre 15 : Batterie organique hybride au lithium

Chapitre 16 : Pile au magnésium

Chapitre 17 : Pile au verre

Chapitre 18 : Oxydes d'aluminium lithium nickel cobalt

Chapitre 19 : Oxydes de lithium nickel manganèse cobalt

Chapitre 20 : Arumugam Manthiram

Chapitre 21 : Histoire de la batterie lithium-ion

(II) Répondre aux principales questions du public sur la batterie lithium fer phosphate.

(III) Exemples concrets d'utilisation de la batterie au lithium fer phosphate dans de nombreux domaines.

(IV) 17 annexes pour expliquer, brièvement, 266 technologies émergentes dans chaque industrie pour avoir une vue d'ensemble à 360 degrés compréhension des technologies des batteries au lithium fer phosphate.

À qui s'adresse ce livre

Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, passionnés, amateurs et ceux qui veulent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de lithium iro n batterie au phosphate.

• Langue: Français
• Éditeur: Un Milliard De Personnes Informées [French]
• Date de sortie: 16 oct. 2022

Aperçu du livre

Copyright

Batterie lithium fer phosphate Copyright © 2022 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.

Tous droits réservés. Aucune partie de ce livre ne peut être reproduite sous quelque forme ou par quelque moyen électronique ou mécanique, y compris les systèmes de stockage et de récupération de l’information, sans l’autorisation écrite de l’auteur. La seule exception est faite par un examinateur, qui peut citer de courts extraits dans une critique.

Couverture dessinée par Fouad Sabry.

Ce livre est une œuvre de fiction. Les noms, les personnages, les lieux et les incidents sont soit des produits de l’imagination de l’auteur, soit utilisés de manière fictive. Toute ressemblance avec des personnes réelles, vivantes ou mortes, des événements ou des lieux est entièrement fortuite.

Bonus

Vous pouvez envoyer un e-mail à [e-mail] avec pour objet « Lithium Iron Phosphate Battery: Dethroning Lithium Ion in electric vehicles, mobile, and laptops », et vous recevrez un e-mail contenant les premiers chapitres de ce livre.

Fouad Sabry

Visitez le site Web de 1BK à l’adresse

www.1BKOfficial.org

Préface

Pourquoi ai-je écrit ce livre ?

L’histoire de l’écriture de ce livre a commencé en 1989, alors que j’étais étudiant à l’école secondaire des étudiants avancés.

C’est remarquablement comme les écoles STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics), qui sont maintenant disponibles dans de nombreux pays avancés.

STEM est un programme basé sur l’idée d’éduquer les étudiants dans quatre disciplines spécifiques - science, technologie, ingénierie et mathématiques - dans une approche interdisciplinaire et appliquée. Ce terme est généralement utilisé pour désigner une politique éducative ou un choix de programme dans les écoles. Elle a des répercussions sur le perfectionnement de la main-d’œuvre, les préoccupations en matière de sécurité nationale et la politique d’immigration.

Il y avait un cours hebdomadaire dans la bibliothèque, où chaque élève est libre de choisir n’importe quel livre et de lire pendant 1 heure. L’objectif de la classe est d’encourager les élèves à lire des matières autres que le programme éducatif.

Dans la bibliothèque, alors que je regardais les livres sur les étagères, j’ai remarqué d’énormes livres, totalisant 5 000 pages en 5 parties. Le nom du livre est « L’Encyclopédie de la technologie », qui décrit tout ce qui nous entoure, duzéro absolu aux semi-conducteurs, presque toutes les technologies, à cette époque, ont été expliquées avec des illustrations colorées et des mots simples. J’ai commencé à lire l’encyclopédie, et bien sûr, je n’ai pas pu la terminer dans le cours hebdomadaire de 1 heure.

J’ai donc convaincu mon père d’acheter l’encyclopédie. Mon père m’a acheté tous les outils technologiques au début de ma vie, le premier ordinateur et la première encyclopédie technologique, et les deux ont un grand impact sur moi et ma carrière.

J’ai terminé toute l’encyclopédie pendant les mêmes vacances d’été de cette année, puis j’ai commencé à voir comment l’univers fonctionne et comment appliquer ces connaissances aux problèmes quotidiens.

Ma passion pour la technologie a commencé il y a plus de 30 ans et le voyage continue.

Ce livre fait partie de « L’Encyclopédie des technologies émergentes » qui est ma tentative de donner aux lecteurs la même expérience étonnante que j’ai eue quand j’étais au lycée, mais au lieu des technologies du 20ème siècle, je suis plus intéressé par les technologies émergentes du 21ème siècle, les applications et les solutions industrielles.

« L’Encyclopédie des technologies émergentes » sera composée de 365 livres, chaque livre sera axé sur une seule technologie émergente. Vous pouvez lire la liste des technologies émergentes et leur catégorisation par industrie dans la partie « Bientôt disponible », à la fin du livre.

365 livres pour donner aux lecteurs la possibilité d’accroître leurs connaissances sur une seule technologie émergente chaque jour au cours d’une période d’un an.

Introduction

Comment ai-je écrit ce livre ?

Dans chaque livre de « The Encyclopedia of Emerging Technologies », j’essaie d’obtenir des informations de recherche instantanées et brutes, directement de l’esprit des gens, en essayant de répondre à leurs questions sur la technologie émergente.

Il y a 3 milliards de recherches Google chaque jour, et 20% d’entre elles n’ont jamais été vues auparavant. Ils sont comme une ligne directe vers les pensées des gens.

Parfois, c’est 'Comment puis-je enlever le bourrage papier'. D’autres fois, ce sont les peurs déchirantes et les désirs secrets qu’ils n’oseraient jamais partager qu’avec Google.

Dans ma quête pour découvrir une mine d’or inexploitée d’idées de contenu sur « Lithium Iron Phosphate Battery », j’utilise de nombreux outils pour écouter les données de saisie semi-automatique des moteurs de recherche comme Google, puis je lance rapidement chaque phrase et question utile, les gens posent autour du mot-clé « Lithium Iron Phosphate Battery ».

C’est une mine d’or de perspicacité des gens, que je peux utiliser pour créer du contenu, des produits et des services frais et ultra-utiles. Les gens gentils, comme vous, veulent vraiment.

Les recherches de personnes sont l’ensemble de données le plus important jamais collecté sur la psyché humaine. Par conséquent, ce livre est un produit vivant, et constamment mis à jour par de plus en plus de réponses à de nouvelles questions sur « Lithium Iron Phosphate Battery », posées par des gens, tout comme vous et moi, s’interrogeant sur cette nouvelle technologie émergente et aimeraient en savoir plus à ce sujet.

L’approche pour écrire ce livre est d’obtenir un niveau plus profond de compréhension de la façon dont les gens recherchent autour de « Lithium Fer Phosphate Battery », révélant des questions et des requêtes auxquelles je ne penserais pas nécessairement de tête, et répondant à ces questions avec des mots super faciles et digestes, et de naviguer dans le livre d’une manière simple.

Donc, quand il s’agit d’écrire ce livre, j’ai veillé à ce qu’il soit aussi optimisé et ciblé que possible. Le but de ce livre est d’aider les gens à mieux comprendre et à développer leurs connaissances sur la « batterie au lithium fer phosphate ». J’essaie de répondre aux questions des gens aussi fidèlement que possible et de montrer beaucoup plus.

C’est une façon fantastique et belle d’explorer les questions et les problèmes que les gens ont et d’y répondre directement, et d’ajouter de la perspicacité, de la validation et de la créativité au contenu du livre – même des pitchs et des propositions. Le livre révèle des domaines de recherche riches, moins encombrés et parfois surprenants que je n’atteindrais pas autrement. Il ne fait aucun doute qu’il devrait accroître la connaissance de l’esprit des lecteurs potentiels, après avoir lu le livre en utilisant cette approche.

J’ai appliqué une approche unique pour rendre le contenu de ce livre toujours frais. Cette approche dépend de l’écoute de l’esprit des gens, en utilisant les outils d’écoute de recherche. Cette approche m’a aidé à :

Rencontrez les lecteurs exactement là où ils se trouvent, afin que je puisse créer un contenu pertinent qui touche une corde sensible et favorise une meilleure compréhension du sujet.

Gardez le doigt sur le pouls, afin que je puisse obtenir des mises à jour lorsque les gens parlent de cette technologie émergente de nouvelles façons, et surveiller les tendances au fil du temps.

Découvrez des trésors cachés de questions ont besoin de réponses sur la technologie émergente pour découvrir des informations inattendues et des niches cachées qui renforcent la pertinence du contenu et lui donnent un avantage gagnant.

Les éléments constitutifs de la rédaction de ce livre sont les suivants :

(1) J’ai cessé de perdre du temps sur le contenu voulu par les lecteurs, j’ai rempli le contenu du livre avec ce dont les gens ont besoin et j’ai dit au revoir aux idées de contenu sans fin basées sur des spéculations.

(2) J’ai pris des décisions solides, et pris moins de risques, pour être aux premières loges de ce que les gens veulent lire et savoir – en temps réel – et utiliser les données de recherche pour prendre des décisions audacieuses, sur les sujets à inclure et les sujets à exclure.

(3) J’ai rationalisé ma production de contenu pour identifier les idées de contenu sans avoir à passer manuellement au crible les opinions individuelles pour gagner des jours et même des semaines de temps.

C’est merveilleux d’aider les gens à accroître leurs connaissances d’une manière simple en répondant simplement à leurs questions.

Je pense que l’approche de l’écriture de ce livre est unique car elle rassemble et suit les questions importantes posées par les lecteurs sur les moteurs de recherche.

Remerciements

Écrire un livre est plus difficile que je ne le pensais et plus gratifiant que je n’aurais jamais pu l’imaginer. Rien de tout cela n’aurait été possible sans le travail accompli par des chercheurs prestigieux, et je tiens à souligner leurs efforts pour accroître les connaissances du public sur cette technologie émergente.

Dédicace

Pour les éclairés, ceux qui voient les choses différemment et veulent que le monde soit meilleur, ils n’aiment pas le statu quo ou l’État existant. Vous pouvez trop être en désaccord avec eux, et vous pouvez discuter encore plus avec eux, mais vous ne pouvez pas les ignorer, et vous ne pouvez pas les sous-estimer, parce qu’ils changent toujours les choses ... Ils poussent la race humaine en avant, et tandis que certains peuvent les voir comme des fous ou des amateurs, d’autres voient du génie et des innovateurs, parce que ceux qui sont assez éclairés pour penser qu’ils peuvent changer le monde, sont ceux qui le font, et conduisent les gens à l’illumination.

Épigraphe

La batterie lithium-fer phosphate, souvent connue sous le nom de batterie LFP, est une forme de batterie lithium-ion qui utilise du phosphate de fer lithium comme matériau de cathode. L’anode de cette batterie est constituée d’une électrode en carbone graphitique dotée d’un support métallique. La densité d’énergie d’une batterie LFP est inférieure à celle d’autres types de batteries lithium-ion courants tels que le nickel-manganèse-cobalt (NMC) et le nickel-cobalt aluminium (NCA), et elle a également une tension de fonctionnement inférieure; Les batteries LFP de CATL sont actuellement à 125 wattheures (Wh) par kg, jusqu’à peut-être  160 Wh / kg avec une technologie d’emballage améliorée, tandis que les batteries LFP de BYD sont à 150  Wh / kg, ce qui est comparé à plus de 300 Notamment, la densité d’énergie des batteries Panasonic « 2170 » qui seront utilisées dans la Tesla Model 3 en 2020 est d’environ 260 Wh / kg,  ce qui représente environ 70 % de la valeur de ses « produits chimiques purs ».

Table des matières

Copyright

Bonus

Préface

Introduction

Remerciements

Dédicace

Épigraphe

Table des matières

Chapitre 1 : Batterie lithium-fer phosphate

Chapitre 2 : Batterie lithium-ion

Chapitre 3 : Batterie rechargeable

Chapitre 4 : Batterie au lithium-polymère

Chapitre 5 : John B. Goodenough

Chapitre 6 : Phosphate de fer lithium

Chapitre 7 : Oxyde de lithium-cobalt

Chapitre 8 : Batterie de véhicule électrique

Chapitre 9 : Batterie à semi-conducteurs

Chapitre 1 : Batterie lithium-air

Chapitre 14 : Batterie sodium-ion

Chapitre 16 : Batterie aluminium-ion

Chapitre 13 : Comparaison des types de batteries commerciales

Chapitre 17 : Recherche sur les batteries lithium-ion

Chapitre 15 : Batterie organique hybride au lithium

Chapitre 18 : Batterie au magnésium

Chapitre 19 : Batterie en verre

Chapitre 18 : Oxydes de lithium nickel cobalt et d’aluminium

Chapitre 19 : Oxydes de lithium nickel manganèse cobalt

Chapitre 20 : Arumugam Manthiram

Chapitre 21 : Histoire de la batterie lithium-ion

Épilogue

À propos de l’auteur

À venir

Annexes : Technologies émergentes dans chaque industrie

Chapitre 1 : Batterie lithium-fer phosphate

La batterie lithium fer phosphate (batterie LiFePO 4) ou batterie LFP (lithium ferrophosphate) est un type de batterie lithium-ion utilisant du lithium fer phosphate  (LiFePO4) comme matériau de cathode, ainsi qu’une anode constituée d’une électrode de carbone graphitique avec un support métallique.

Par rapport à la densité d’énergie d’autres types populaires de batteries lithium-ion, telles que les batteries nickel-manganèse-cobalt (NMC) et nickel-cobalt aluminium, la densité d’énergie d’une batterie LFP est inférieure (NCA), Il a également une tension de fonctionnement inférieure; Les batteries LFP de CALT sont maintenant évaluées à 125 wattheures (Wh) par kilogramme, mais elles devraient atteindre 150 Wh par kg dans un proche avenir.

Jusqu’à peut-être 160 Wh/kg si la technique utilisée pour l’emballage est améliorée, tandis que les batteries LFP utilisées par BYD ont une capacité de 150 Wh/kg, tandis que les batteries NMC les plus élevées ont une densité d’énergie de plus de 300 Wh/kg.

Les batteries LFP trouvent de nombreuses utilisations dans divers domaines, notamment l’utilisation automobile, les applications stationnaires à grande échelle et l’alimentation de secours. Cela se produit pour diverses raisons, notamment leur coût réduit, leur sécurité élevée, leur faible toxicité et leur durée de vie prolongée.

LiFePO4 est un minéral naturel de la famille des olivines (triphylite).

John B. Arumugam et Arumugam Manthiram

La famille polyanion de matériaux cathodiques pour batteries lithium-ion a été reconnue pour la première fois grâce à Goodenough.

LFP contenant des cations dérivés d’éléments tels que l’aluminium, le niobium et le zirconium.

Dans les premières versions des batteries lithium-ion, les électrodes négatives, également connues sous le nom d’anode, étaient formées de coke de pétrole. Les versions ultérieures de la batterie utilisaient du graphite naturel ou synthétique à la place.

Tension de la cellule

Tension de décharge minimale = 2,5 V

Tension de fonctionnement = 3,0 ~ 3,2 V

Tension de charge maximale = 3,65 V

La densité d’énergie volumétrique est de 790 kJ par litre ou 220 Wh par litre.

Densité d’énergie déterminée par la gravité supérieure à 90 Wh/kg (580 J/g).

Selon les paramètres, la durée de vie du cycle peut aller de 2 700 à plus de 10 000 cycles.

La batterie LFP utilise une chimie générée à partir d’ions lithium et partage de nombreux avantages et inconvénients associés à d’autres chimies de batteries lithium-ion. Cependant, il existe des distinctions majeures entre les deux.

Le nickel n’est pas présent dans le LFP.

Le coût déclaré des cellules LFP était aussi bas que 80 $ par kWh (12,5 Wh / $) en 2020.

La durée de vie des batteries fabriquées à l’aide de la chimie LFP est beaucoup plus grande que celle des batteries fabriquées à l’aide d’autres produits chimiques lithium-ion. Il peut résister à plus de 3 000 cycles dans la majorité des situations, et il peut résister à plus de 10 000 cycles dans les meilleures circonstances. Selon les circonstances, les batteries NMC peuvent résister de 1 000 à 2 300 cycles.

En raison de la tension de sortie standard de 3,2 V, Lorsqu’elles sont connectées en série, quatre cellules ont la capacité de produire une tension de 12,8 volts.

Cette valeur est assez proche de la tension nominale des batteries plomb-acide qui comprennent six cellules.

En plus des qualités favorables en matière de sécurité que les batteries LFP fournissent, Pour cette raison, les batteries LFP sont un excellent candidat pour une utilisation dans des endroits où les batteries plomb-acide sont déjà utilisées, comme dans l’industrie automobile et solaire.

À condition que les systèmes de charge soient modifiés de manière à éviter que les cellules LFP ne soient endommagées par des tensions de charge élevées (au-delà de 3,6 volts CC par cellule en charge), un réglage de la tension basé sur la correction de la température, des efforts d’égalisation ou une charge d’entretien constante.

Avant que le pack ne soit assemblé, les cellules LFP doivent être initialement équilibrées au minimum, et un mécanisme de protection doit être mis en place pour s’assurer qu’aucune des cellules ne peut être déchargée à une tension inférieure à 2,5 volts. Si cela se produit, le pack sera presque certainement gravement endommagé, en raison de la désintercalation irréversible de LiFePO 4 en FePO4.

La stabilité thermique et chimique de cette chimie lithium-ion est un avantage significatif par rapport à celle des autres chimies lithium-ion, ce qui augmente la sécurité des batteries.

La densité d’énergie (énergie/volume) d’une nouvelle batterie LFP est inférieure d’environ 14 % à celle d’une nouvelle batterie LiCoO2 .

En outre, plusieurs fabricants de LFP, en plus des cellules trouvées à l’intérieur d’une certaine marque de batteries LFP, ont