リン酸鉄リチウム
製品説明
リン酸鉄リチウム（LiFePO₄、LFP）は、1997年にジョン・B・グッドイナフによって発見されたオリビン構造の正極材料であり、優れた安全性（熱暴走開始温度>500°C）、3000回以上の深いサイクル寿命、そしてCo/Niの代わりに豊富なFe/Pを使用する低コストを実現します。欠点は、低いエネルギー密度と低温時の性能低下です。継続的なナノサイジング、カーボンコーティング、およびBYDの「ブレード」セルなどのパックレベルでの革新により、EV航続距離は600kmを超え、10分以内の急速充電が可能になりました。また、新しい「高圧縮」世代（≥2.6 g cm⁻³）は、サイクル寿命を犠牲にすることなく体積容量をさらに向上させます。
これらの進歩により、LFPは中国のEV、テスラのスタンダードレンジモデル、ギガワット時のグリッド蓄電において支配的な化学系となっており、マンガンリッチ誘導体、全固体電解質、クローズドループリサイクルに関する継続的な研究は、持続可能な長寿命電池におけるそのリードをさらに広げると期待されています。
その他の情報
- リサイクル: LFP電池の最初の波が寿命を迎える中、効率的なリサイクルは環境保護と資源の持続可能性（Li、Fe、Pの回収）に不可欠です。方法には、直接修復/再生、湿式製錬回収、および新興のグリーン方法である電気化学的回収（Li⁺を>99%の効率で選択的に浸出）が含まれます。回収材料の経済的価値が低い（Co/Niと比較して）ことが課題であり、低コストで低エネルギーのリサイクルプロセスが求められます。
合成と生産
主な合成方法:
- 高温固相法（伝統的）
- 水熱/ソルボサーマル法
- 炭素熱還元法
- 共沈法
- ゾルゲル法
- 噴霧熱分解/マイクロ波法（新興技術）
工業的焦点: 低コストで効率的、環境に優しく、スケーラブルな合成ルートの開発が目標です。最近の進歩は、電気化学的性能を向上させるために、ナノサイズでカーボンコーティングされた粒子を直接製造することを目指しています。
2017年1月16日に設立された青島シグマ化学有限公司は、国際的な総合交通拠点都市である青島に位置し、黄河沿いおよび環太平洋地域の西海岸に位置する国際貿易港および積み替え拠点である青島港に隣接しています。青島シグマ化学有限公司は、精密化学原料の製造・販売に注力しています。チームメンバーは山東大学、中国海洋大学、青島科技大学出身で、化学業界における豊富な経験を有しており、お客様に専門的な化学原料供給サービスを提供することが可能です。
用途・特性
物理化学的特性
- 化学式: FeLiO₄P (PubChem CID: 15320824)
- CAS番号: 15365-14-7
- 構造: オリビン型結晶構造（斜方晶系、Pnma空間群）
- 分子量: 157.8 g/mol
- 理論容量: ~170 mAh/g
- 作動電圧: ~3.2-3.3 V (対 Li⁺/Li)
- サイクル寿命: 非常に長く、通常3,000 - 6,000+サイクル。
- 体積エネルギー密度: ~220 Wh/L
- 重量エネルギー密度: ~160 Wh/kg
本質的材料特性
- 利点: 優れた安全性と熱安定性（熱暴走開始温度~500°C）、低コスト（原材料が豊富で安価）、環境適合性。
- 欠点/課題: 低い電子伝導性（~10⁻⁹–10⁻¹⁰ S/cm）、低いリチウムイオン拡散係数（~10⁻¹⁴–10⁻¹⁶ cm²/s）、低温性能不良、低タップ密度。
性能向上のための改質戦略
- ナノ結晶化（粒子サイズの低減）
- カーボンコーティング（導電性ネットワークの形成）
- 格子ドーピング（Mn、Mg、ZnなどによるFeサイトの置換）
- 形態制御（最適な粒子形状の合成）
主な用途
- 電気自動車（EV）: 中国のEV、テスラのスタンダードレンジモデル、バス、物流車両など、中距離・コスト重視・安全重視モデルで支配的。
- 蓄電システム（ESS）: グリッド規模、家庭・商業用、通信基地台のバックアップ電源など、最も成長が早い市場。
- 消費者・軽量モビリティ: 電動自転車・スクーター・三輪車（鉛蓄電池の代替）、電動工具。
- その他: 船舶、建設機械、その他特殊車両。
安全性と取り扱い
規制状況（PubChemより）
- GHS分類: ECHAデータ（107件の報告を集約）によると、97.2%（104件）が「GHS危険基準を満たさない」と報告。一般的に「分類されない」と報告されています。
- 主な危険性: PubChemレコードでは「分類されない」とリストされています。
本質的安全性（文献より）
- LFPの主な利点は、他のリチウムイオン化学系と比較して優れた安全性です。その安定した構造により、異常状態（過充電、短絡、圧壊）下での熱暴走、火災、爆発に対して非常に耐性があります。
取り扱い
- 工業用化学品および電池材料の標準的な安全取り扱い慣行に従う必要がありますが、入手可能なデータに基づくと主要な危険物には分類されていません。
- 粉塵の発生を抑え、換気の良い場所で取り扱ってください。
- 密閉容器に保管し、吸湿・光を避け冷暗所で保存してください。
- 強酸化剤とは区別して保管してください。