Il fosfato di litio ferro manganese (LiFeMnPO₄) è un materiale catodico composito che combina elementi di fosfato di ferro di litio (LiFePO₄) e fosfato di manganese di litio (LiMnPO₄). Si tratta di un materiale ibrido che è in fase di ricerca per l’uso nelle batterie agli ioni di litio, in particolare per le applicazioni in cui si desidera sia un’elevata sicurezza che migliori prestazioni energetiche.
Formula: LiFeMnPO₄. Aspetto: è tipicamente un materiale in polvere o cristallino che può variare di colore dal marrone chiaro al grigio, a seconda della composizione precisa e del metodo di sintesi. Solubilità: questo composto è generalmente insolubile in acqua, ma può reagire con acidi e altre sostanze chimiche forti in determinate condizioni. Stabilità: il fosfato di litio ferro manganese (LiFeMnPO₄) mantiene una struttura stabile durante il ciclo, il che contribuisce alla sua stabilità e sicurezza a lungo termine nelle applicazioni delle batterie.
Intervallo di tensione: la finestra di tensione del fosfato di litio ferro manganese (LiFeMnPO₄) è in genere di circa 3,2-4,2 V, simile ad altri catodi a base di fosfato di litio, ma la composizione del manganese e del ferro può influenzare l’esatto profilo di tensione. Densità di energia: Sebbene il litio manganese ferro fosfato offra in genere una densità di energia inferiore rispetto ai materiali catodici ad alte prestazioni come l’ossido di litio cobalto (LiCoO₂) o il litio nichel manganese cobalto (NCM), fornisce un migliore equilibrio tra sicurezza e prestazioni. Le densità di energia tipiche sono comprese tra 120 e 150 mAh/g, anche se possono variare a seconda dell’esatta formulazione e della struttura delle particelle. Ciclo di vita: la struttura ibrida del litio ferro manganese fosfato (LiFeMnPO₄) tende a offrire una migliore durata del ciclo rispetto al litio ferro fosfato puro (LiFePO₄), che è già noto per la sua eccellente stabilità ciclica. Sicurezza: come con altri materiali a base di fosfato di ferro, il fosfato di litio ferro manganese (LiFeMnPO₄) offre elevate caratteristiche di sicurezza, inclusa la stabilità termica, che lo rende meno soggetto a fuga termica rispetto ai materiali a base di cobalto. Conduttività: il manganese e il ferro possono aiutare a migliorare la conduttività del materiale rispetto al litio ferro fosfato puro, che soffre di una minore conduttività elettronica.
Batterie agli ioni di litio: il litio ferro manganese fosfato (LiFeMnPO₄) è studiato principalmente per l’uso come materiale catodico nelle batterie agli ioni di litio, in particolare in applicazioni in cui sia la densità di energia che la sicurezza sono fondamentali. È considerato per l’uso in veicoli elettrici (EV), veicoli elettrici ibridi (HEV) e sistemi di accumulo di energia (ESS). Veicoli elettrici (EV): la combinazione di elevata sicurezza, lunga durata del ciclo e ragionevole densità di energia rende LiFeMnPO₄ un buon candidato per i veicoli elettrici, in particolare dove la stabilità termica e la longevità sono più importanti della massimizzazione della densità di energia grezza. Utensili elettrici ed elettronica di consumo: grazie alla sua elevata sicurezza e durata, LiFeMnPO₄ viene utilizzato anche in batterie ad alte prestazioni per utensili e dispositivi portatili.
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