リン酸鉄リチウム
update:2014-03-27, view:
またLFPとして知られているリン酸鉄リチウム（ LiFePO4の）は、 〔1〕 （リチウムイオン電池に関連する）リン酸鉄リチウム電池に用いられる化合物である。なお、電動工具や電気自動車での使用を対象としている。また、 OLPCのXO教育ノートパソコンで使用されている。
ほとんどのリチウム電池は、図3Cに用いられる（ Liイオン） （コンピュータ、通信、家電）製品は、主にリチウムコバルト酸化物（ LiCoO 2の）電池である。他のリチウム電池は、マンガン酸リチウム（LiMn 2 O 4 ） 、ニッケル酸リチウム（LiNiO 2 ） 、及びリン酸鉄リチウム（ LFP ）が含まれる。リチウム電池のカソードは、上記材料で作られており、陽極は、一般に炭素製である。
リチウムコバルト酸化物カソードを回避することは、多くの利点をもたらす。 LiCoO2のはLFP電池を最終的に生成するために大幅に安くなる可能性を与えて、伝統的なリチウムイオン電池のより高価なコンポーネントの1つです。それはIARCによって可能にヒト発がん性としてリストされているコバルトを、含まれているため、リチウムコバルト酸化物がないのに対し、リン酸鉄リチウムは、既知の発がん性を持っていません。 LFPのLiCoO 2は、電池よりも発射するために影響を受けやすく、それを使用する電池を製造する、特にリチウムポリマー電池パックの形態で、暴走過熱およびガス放出の問題につながる可能性がある。この利点は、 LFP電池は、従来のリチウムイオンと同じくらい強烈な充電監視を必要としないことを意味します。しかしながら、 LFP電池は従来のリチウムイオンに比べて低い（〜 60％）のエネルギー密度を有する傾向がある。
目次[非表示]
1 LiFePO4の紹介
2原理
LiFePO4のの3各部の名称
LFPの4本
5理論
6物理的及び化学的性質
LFP産業の7迅速な開発
産業のLFPと発展の8プロパティ
9特許戦争
10訴訟の和解
11改善
12金属置換
LFP合成法の改良13
14リファレンス
15も参照してください
LiFePO4の紹介[編集]
リン酸鉄リチウムは、 （分子式はまた、 LFPとして知られたLiFePO 4である）、リチウムイオン電池用のカソード材料（また、リン酸鉄リチウム電池とも呼ばれる）として使用される。その特徴は、コバルトのような高貴な要素が含まれていない、原材料の価格が低く、両方のリンと鉄は原料入手性の問題が低下する、地球上に豊富である。自然なリチウムリン酸鉄のミネラルが純粋さと物質の構造と（三燐石）の問題が存在する一方で、自動車産業への利用可能な炭酸リチウムの年間生産は2015年で唯一3万トンと推定されている。 [ 2 ]電池での使用に適さない。
原則[編集]
高温下又は内に置かれたとき、この正極材料を用いた電池は、中程度の動作電圧（3.3V ）を有し、高いエネルギー貯蔵容量（ 170mAh / g）の、高い放電電力、高速充電と長いサイクル寿命、およびその安定性も高い高い熱環境。リチウムイオン電池のためのこの一見普通ですが、実際には、革命的かつ新規な正極材料は、かんらん石グループに属しています。 triphyllite - - その鉱物名の語源は、ギリシャ語のトリ（ 3 ）とphyllon （葉）からのものである。この鉱物は、グレー、赤、グレー、ブラウン、またはブラックです。このミネラルについての詳細な情報はウェブサイト上で見つけることができます[1]。
LiFePO4のの命名法[編集]
LiFePO4の正しい化学式はLiMPO4です。 LiFePO4のオリビン型結晶構造を有する。化学式のM等は、Fe、Co 、 Mnは、 Tiを、最初の商用LiMPO4はC/LiFePO4あったので、人々はリン酸鉄リチウム、 LiFePO4のようLiMPO4のグループ全体を指す含む任意の金属を指す。ただし、複数のかんらん石化合物は、 LiMPO4に加えて、リン酸鉄リチウムの陰極材料として用いることができる。 AyMPO4 、のLi1 - xMFePO4 、およびLiFePO4の-ZM等のかんらん石化合物はLiMPO4と同じ結晶構造を有し、リチウムイオン電池の陰極材料として用いることができる。 （すべてが「 LFP 」と称することがある。 ）
LFPの発明[編集]
LiFePO4のが発明され、1996年にテキサス大学オースティン校のJohnグッドイナフのグループのAkshaya Padhiによって報告された[ 3 ] 、安価で毒性のない、かつ環境に優しい充電式リチウム電池の正極のための優れた候補として。 LiFePO4のとFePO4へのリチウムの挿入からのリチウムの可逆的な抽出が実証された。世界中の電気化学的エネルギー貯蔵におけるその後の研究開発は、再充電可能なリチウム電池で現在の使用のLiFePO4につながっている処理とエンジニアリングの課題を克服するために連動されています。
理論[編集]
オリビン組成物のこのリチウム電池のカソード材料は、既に複数のソースプロ材料メーカーが大量生産されている。それは広く、リチウム電池の分野でアプリケーションを展開し、このような電動自転車、ガスと電気のハイブリッド車や自動車などの新しい分野に持っていくと予想され、東京では、東京教授敦夫山田率いる研究グループリチウムイオンリン酸鉄電池は大きな将来性を持って、環境にやさしい電気自動車用の電源として使用されます。工科大学は、 8月11日、次のステートメントを含め天然素材の2008年問題に関する報告書を公表した。技術と北東大学の研究グループの東京大学教授敦夫山田が主導している。グループは、中性子照射リン酸鉄を使用し、次いで中性子とリン酸鉄リチウムイオンの移動状態を研究するための材料との間の相互作用を分析する。研究者らは、リン酸鉄リチウムは、リチウムイオンは、一定の直線方向に応じて拡張コバルトのような既存のリチウムイオン電極材料と異なるモーションパターンを有していると結論付けた。これは、元の前提と理論との一致で、中性子回折を用いて分析結果は、リチウムリン酸鉄（分子式はまた、 LFPとして知られたLiFePO 4である） 、リチウムの大きな入力/出力電流のセキュリティを確保することが可能であることを確認バッテリー[ 4 ]
物理的·化学的性質[編集]
リン酸鉄リチウムの化学式は、リチウムが+1価数を有するもので、 LiFePO4のであり、鉄が+2の原子価を有し、リン酸有する-3価。中心部にある鉄 - FeO6 - 一緒に、その周囲の6個の酸素原子と中心鉄原子は、角を共有八面体を形成している。中心部にあるリンを - PO4 - 4酸素とリン酸形のリン原子は、エッジの共有四面体を原子。ジグザグ三次元フレームワークはPO4面体と共通の-Oコーナーを共有FeO6八面体で形成されている。リチウムイオンは、ジグザグ構造の八面体のチャンネル内に存在する。格子において、 FeO6八面体は、 bcの面の角を共有することによって接続されている。 LiO6基は、 b軸にエッジ共有八面体平行な線状鎖を形成する。 FeO6八面体の株式は2 LiO6八面体と1 PO4四面体とエッジ。結晶学では、この構造は、斜方晶系のPmnb空間群であると考えられている。格子定数は、次のとおりです。 = 6.008A 、 B = 10.334A 、かつc = 4.693A 。単位格子の体積は291.4 A3である。結晶のリン酸塩は、全体のフレームワークを安定させ、 LFPに良好な熱安定性と優れたサイクリング性能を与える。
LiMnO4やLiCoO2の格子の1次元の自由体積のLiMPO4移動のリチウムイオン - 2伝統的な陰極材料とは異なる。充電/放電時、リチウムイオンが中心鉄イオンを還元/酸化されつつLiMPO4に挿入/から抽出される。この抽出/挿入プロセスは可逆的である。 LiMPO4は、理論的には、 170mAh / gの電荷容量および3.45Vの安定開回路電圧を有する。リチウムイオンの挿入/抽出反応は以下の通りである：生命（ II ） PO 4 < - >鉄（III ） PO 4 + Li +（リチウムイオン）の電子（ 1 ）
LiFePO4のからのリチウムの抽出は同様の構造でFePO4を生成します。 FePO4もPmnbの空間群を有する。 FePO4の格子定数は= 5.792A 、 B = 9.821AとC = 4.788Aです。単位格子の体積は272.4 A3である。リチウム酸化物の場合のように、リチウムイオンの抽出は、格子体積を減少させる。 LiMPO4の角を共有するFeO6八面体は、 PO43 -四面体の酸素原子によって分離され、連続FeO6ネットワークを形成することができない。電子伝導性を結果として低減される。一方、ほぼ最密六方酸素原子アレイは、リチウムイオンの動きに対して比較的小さな自由容積を提供し、したがって、格子内のリチウムイオンが、周囲の温帯の小さな移動速度を有する。充電時に、リチウムイオンおよび電子は、対応する構造から抽出され、 FePO4の新たな段階と新しい相界面が形成される。放電中、リチウムイオンおよび電子は、対応するバック構造体に挿入され、 LiMPO4の新たな相がFePO4相の外側に形成されている。従って、球状粒子の陰極リチウムイオンが内側または外側に構造的な相転移を通過する必要があり、それは抽出または挿入であり[1] [2] 。充放電の重要なステップはLixFePO4とのLi 1 - xFePO4間の相界面の形成である。リチウムの挿入/抽出が進行するイオンとして、界面の表面積が縮小します。臨界表面積に達すると、得られたFePO4の電子及びイオンは、低い導電率を有し、二相構造が形成されている。このように、粒子の中心でLiMPO4は完全に特に大きな放電電流の条件で、消費されることはありません。
リチウムイオンは、オリビン構造における一次元チャンネルに移動し、高い拡散定数を有する。しかも、充放電の複数のサイクルを経験オリビン構造が安定したままであり、鉄原子は依然として八面体の中心にある。したがって、脇電子伝導性の限界を決め、 LiMPO4は、優れたサイクル性能を有する良好な陰極材料である[5]充電中、八面体の中心にある鉄原子は、高スピン状態を有する。
LFP産業の急速な発展[編集]
LiMPO4はAleeesによってフォステックとのLiFePO4 • ZMにより、 A123でのLi 1 - xMFePO4 ：現時点では、 LFP化合物の根の特許は3専門の材料会社が保有している。これらの特許は、非常に成熟した大量生産技術に翻訳されている。最大の生産能力は月産250トンまでです。 A123からのLi1 - xMFePO4の重要な特徴は、その物理的性質の改良と、アノード材料中の貴金属の追加だけでなく、などの特殊黒鉛を使用することによって、市販の製品に元々少ない導電LFPに変換し、ナノLFP 、あるカソード。フォステックからLiMPO4の主な特徴は、適切なカーボンコーティングによる増加容量や導電率である。 AleeesからのLiFePO4 • ZMの重要な機能は、高容量とフェライトおよび結晶成長を安定的に制御して得られる低インピーダンスでLFPです。この改善された制御は、金属酸化物及びLFPの結晶化を誘導する高い過飽和状態において、前駆体に強力な機械的撹拌力を印加することによって実現される。
これらのブレークスルーと上流の物質の急速な発展は、リチウム電池工場の注目を集め、自動車業界を描いた。これは、電池やハイブリッド車の開発を促した。 LFP電池は環境に優しいです。主な利点は、LFP電池は過熱や爆発などの安全上の懸念を持っていないことである、リチウム電池に比べて4 〜5倍長いサイクル寿命を持って8倍（インスタント高電流を生成することができます）は、より高い放電電力を10以上持っている他のリチウム電池、及び他のリチウム電池より広い動作温度範囲を有する。 LFP電池の開発は、高度など（そのハイブリッド戦車やハマーのために）米国国防総省、ゼネラルモーターズ、フォードモーター、トヨタ自動車などの企業が評価される
LFPと産業[編集]の開発の性質
このセクションでは、プロモーション素材や他のスパムを含むことができる。百科事典的でないコンテンツ、および外部リンクのガイドラインに従いあらゆるプロモーション外部リンクを削除してください。 （ 2014年3月）
それは言われて、ハイブリッド車の市場が決定要因である。これは、リチウム電池でLFPを良好になりLFP材料の安定かつ安全なオリビン構造である。層状構造のリチウム - コバルトスピネル構造のリチウムマンガンのような他のカソード材料とは異なる、オリビン構造のLFPは、強い酸素共有結合を有し、リチウム電池の短絡時に爆発しない。この機能は、他のモバイルIT製品のための最も重要でないかもしれませんが、それは車にインストールされているリチウム電池用です。
彼らはノートPCや携帯電話のリチウム電池と同一の発生率を持っている場合、米国AABCの統計によると、コバルトやマンガンを含む電池を使用して1 70,000うちハイブリッド車（ PHEV 、 HEV 、 BEV ）が爆発する。この数は、自動車メーカーの野生の推定を超えています。彼らは何を最優先することは、安全ではなく、容量です。理由は簡単である：それはノートPCをリコールよりも自動車、数万回のより高価なリコールには余りにも高価です。そのため、安全性は、バッテリ寿命を比較検討する必要があります。
LFPは、その材料の構造に他のリチウム電池に比べて25％未満の容量を有するが、それはニッケル水素電池よりも70％以上の性能を有する。 LFPの改善された能力と安定性は、自動車メーカーの利益を描画します。それらについては、 LFPは、安全性および電池寿命の両方の要件を満たすことができる。そのため、ハイブリッド車は、重要な市場である。
統計によると、 HEV 、 PHEV 、 BEVとは、世界中で少なくとも7億米ドル、 2008年には、市場を持っており、少なくとも50億ドル、2012年までになります。 2008年から2015年までに、全世界でハイブリッド車の販売台数は少なくとも12 ％増加する。 2012年に、米国におけるハイブリッド車の販売台数は100万超えてしまいます。日本ではハイブリッド車の生産は2008年から2011年は6.6％増加します。すべての上に、ハイブリッド自動車のバッテリーの市場は2010年から2015年10.4％拡大し、ハイブリッド車部品の市場は17.4％増加します。
小型車に加えて、バスメーカーも自社製品にLFP電池を組み込むしようとします。 BAEは彼らHybriDriveオリオン7ハイブリッドバスは180KW LFP電池セルについて利用すると発表した。発電所は今もLFPを使用しています。米国ではAESは予備容量と周波数調整を含む電力ネットワークの子会社サービスが可能なマルチ兆ワットのバッテリーシステムを開発しました。
LiFePO4のへの主要な競争相手は、 GMはシボレーボルト、ガスと電気のハイブリッド車に使用することを選択したリチウムマンガンスピネル、です。
特許：この材料の新世代の電動自転車用の電力源として使用することができる前に、ガソリン電気ハイブリッド車、そこ自動車両は、一つの大きな障害にある。初期の段階で、フィールドに入った企業の多くは、すでに法的なトラブルに実行し、後で市場に参入他社につながる可能性がある、特許を受けています。
LiMPO4はAleeesによってフォステックとのLiFePO4 • ZMにより、 A123でのLi 1 - xMFePO4 ：現時点では、 LFP化合物の根の特許は3専門の材料会社が保有している。これらの特許は、非常に成熟した量産技術へと発展してきた。最大の生産能力は月産250トンまでです。 A123ののLi1 - xMFePO4の重要な特徴は、その物理的性質の改良と、アノード材料中の貴金属の追加だけでなく、などの特殊黒鉛を使用することによって、市販の製品に元々少ない導電LFPに変換し、ナノLFP 、あるカソード。フォステックのLiMPO4の主な特徴は、適切なカーボンコーティングによる増加容量や導電率であり、 AleeesのLiFePO4の• ZMの重要な特徴は、高い静電容量とフェライトの安定した制御と結晶成長により得られた低インピーダンスでLFPです。この改善された制御は、金属酸化物及びLFPの結晶化を誘導する高い過飽和状態において、前駆体に強力な機械的撹拌力を印加することによって実現される。
これらのブレークスルーと上原料の急速な発展は、リチウム電池工場の注目を集め、自動車業界を集めている。これは、リチウム電池とガスと電気のハイブリッド車に適用されるこの技術は、ハイブリッド車用の明るい未来とリードを与えると推測するためにいくつかをリードしてきました。 LFP電池、通常のリチウム電池は、両方の環境に優しい。この二つの大きな違いは、 LFP電池はLFP電池は8 〜10倍高い放電を持っていることを、 LFP電池はリチウム電池よりも4 〜5倍長いサイクル寿命を持っていることを、過熱、爆発などの安全上の懸念を持っていないことである（瞬間大電流を生成することができる）、及びLFP電池は、同じエネルギー密度のリチウム電池よりも30から50パーセント未満の重量で有するリチウム電池より電源。 LFP電池の開発は、高度に産業界で高く評価され、というように、米国国防総省のガスと電気のハイブリッドタンクの学科やハマー、ゼネラルモーターズ、フォードモーター、トヨタ自動車とのために開発されました。
開発という観点からは、米国の自動車産業は2010年までに、アメリカの道路上で400万以上のガスと電気のハイブリッド車があるだろうと推定している。米国のゼネラルモーターズは、日本メーカーの支配を打破するために「電気自動車の大量生産」に向けて努力することを決定しました。米国の消費者は、原油価格の高騰の非常に高い圧力下にあるように、ゼネラルモーターズは、将来の自動車市場は、エネルギーのすべての種類を使用できるようにする必要があり、電気自動車が成功への鍵になると考えています。そのため、 2007年北米国際自動車ショーで、 GMはプラグインハイブリッド電気自動車（ PHEV ）のコンセプトカー「シボレーボルトコンセプト」を発表し、新しいGMのハイブリッドシステム（ E- FLEX ）の開発と、 1通常の家庭用電源リン酸鉄リチウム電池を充電するために車に接続することができる。ボルトコンセプト大量生産に達すると、各車両は、毎年ガソリン消費量を500ガロン（ 1900リットル）を低減すること、及び4400キロの二酸化炭素出力を低減することができるであろう。
このような強力なと止められないの開発に直面し、いくつかの産業銀行、ベンチャーキャピタルファンドや投資会社は、上側の原料会社での全体の構成に焦点を当てている。上記の3の企業に加えて、米国ではA123のほか、 ActaCell社だけGoogle.org 、アプライド·マテリアルズ（ AMAT ）ベンチャーキャピタルや他のベンチャーキャピタルからの資金5,800,000米ドルを受け取った。 ActaCellの主な焦点は、市場にテキサス大学の研究成果を実施することである。 LFPの初期の革新の一つはInanovation社だった[要出典] Inanovationはフォステックを持つプロセスの開発を支援し、 A123 、 Altairnanoの、そしてエナーデルの小型の購入後に、米国のいくつかの残りのLFP電池開発会社の一つである[要出典]教授Arumugam Manthiramスピネルベースの構造や超伝導材料の開発の長期的な研究を行っている。彼は、 UTに研究助手を務め、その後、教授に昇進した。近年はリン酸鉄リチウム（ LFP ）中の高価な導電性ポリマーを添加すると、リン酸鉄リチウム（ LFP ）のグラム容量166Ah / gが実験室で行うことができることを発見してから、スピードアップするため、マイクロ波法を適用リン酸鉄リチウム（ LFP ）のセラミックス粉末法。導電性ポリマーを添加することによりリン酸鉄リチウム（ LFP ） A123 、 Aleees及びフォステックの特許を回避するか否かのように、この現在の段階では不明である。
しかし、下のソース業界のペースはヨーロッパで、全く減速されず、ボッシュは継続的に、2008年に自動化·電動車両の開発を拡大することにより、公開することを約束。欧州では一部の人々は技術のアプリケーションは非常に限られていると信じています。伝統的なレシプロエンジンは、まだ20年もの利点があるかもしれませんが、最終的には車両の電気自動車は追いつくことができるようになります。
ボッシュは、自動車技術の研究開発の輝かしい歴史、およびその他の企業から技術を購入するために見ていないの結果として、独自のアンチロックブレーキを開発し、 TCSは制御システムを追跡忙しかった彼ら独自のR ＆D部門を持っています。彼らは、ガスと電気のハイブリッドコンピュータプログラムで再設計され、 VWトゥアレグ、2010年に市場に発売されたボッシュのポルシェカイエンハイブリッドで紹介されます。
ボッシュは、燃料技術の最先端を集中し、維持することを決めた最初の企業の一つであった。最後に、業界では他の自動車の安全性、安全性について懸念となり、現在はエネルギーの代替形態が追いつくためにしようとし始めているように目覚め始めている。ボッシュは、それが世界的に広まっ技術であることを行っているように、彼らは、深く、電力の分野を探求する必要があると考えています。
ボッシュと韓国サムスンは、リチウム電池を開発し、約4,000,000ドルのコストで大量生産を行うために協力している。 [ 6 ]それはそれはで、成熟した段階にBOSCHを移動するために約4 〜5年かかると予測されていますがどのような場合には、自動車技術のトップリーダーとしての地位を維持するために、この努力に投資していきます。
他の欧州の自動車部品アセンブラコンチネンタル、彼らのリン酸鉄リチウム（ LFP ）のパートナーはA123システムであり、ジョンソンコントロールズ·サフトをことを発表しました。コンチネンタル航空は、メルセデスベンツのために電池を供給します。ボッシュとの取引のために、彼らはそれを自分でやってたりA123からの購入を検討してください。サプライチェーンのセキュリティのために、彼らは、日本の小型の電池工場Enaxから株式を購入したが、同社は、小さな電圧の製品を生産することができるだけである。
日本では、GSユアサ、リチウムリン酸鉄（ LFP ）の、その独自に開発したカーボン·ロードの大規模なバッテリユニットの陽極の適用に関する自分の仕事の結果を発表した上昇企業です。 「 LIM40 「産業バッテリユニット形115ミリメートル× 47ミリメートル× 170ミリメートル角の外形寸法についての試験の結果があっても400Aの大電流放電で容量がほぼ低下しないことが示された。カーボンロードを使用せずに、元の製品は、実際には40A放電の半分の容量を持っていた400A放電ユニットを持っていた。また、試作品は、 -20 ℃の低温度のような温度で使用可能だった。
中国では、 2重重量のリチウム電池メーカー： BAKと天津力神は、また20,000,000リン酸鉄リチウム（ LFP ）電池の年間出力を備えています特別なLFP工場、彼らの建築計画を発表し、年末に完成されますそれぞれ2008年と2009年初め。彼らの建設投資の合計額は6億ドルである。上部ソース協力会社については、彼らは新聞で見つけることには至っていない。推測は、彼らがアジアでの生産工場を持っている3リン酸鉄リチウム（ LFP ）のベンダーの1に協力するということです。
その結果、 2010年までに、欧州、アジア、米国におけるリチウムリン酸鉄（ LFP ）産業の競争風景が展開しています。リチウムリン酸鉄（ LFP ）材料、各工場からの技術レベルの高い安全性と安定性がそれほど重要であると思われると。唯一の決定的な要因は、市場価格である。一般的な推計によると、リン酸鉄リチウム（ LFP ）の労働組合は、ガスと電気のハイブリッド車とリチウムの急速な発展に率先してできるようになり、 2010年までにワット時あたり0.35ドルにバッテリーの価格を下げることができるようになります究極の勝者として出てくるの電池自転車、 。
特許戦争[編集]
10年以上前、オリビン構造のLFPを発見し、UTオースティン校教授グッドイナフは、おそらく（一般的に肥料で使用）リチウムリン酸鉄で作られたマイクロ材料は、このような巨大な発展があり、急速に多くの重要な産業に革命を起こす可能性があることを期待していない。この繁栄開発も、特許の問題を誘発する。
2005年と2006年の米国での特許訴訟では、ユタ州およびハイドロ·ケベックは、いくつかのリチウムイオン電池に使用される陰極と陰極材料としてのLiFePO4を使用して、すべての電池は、その特許、米国特許番号5910382と6514640を侵害したと主張した。 '382および'640特許は、特殊な結晶構造及び電池カソード材料の化学式を主張した。
2006年4月7日に、 A123システムズ社（ 「 A123 」 ） - LFP製品を商業化会社が - 二つの特許、米国特許第5910382 （ '382に対して非侵害と無効宣言を求める訴訟を提起UT所有）および米国特許第6 、 514640 （ '640 ）が一方A123はまた、別々に、彼らが無効にしようとする、 ）米国特許商標庁（ USPTOの前に2査定系再審査手続を提起した特許·イン·従来の技術に基づいてスーツ。
LFPの製品を商業化会社 - - その'382と'640特許の侵害を主張並列裁判所の手続において、 UTはまたヴァランス·テクノロジー·インク（以下「原子価」）を提訴した。
USPTOは、これらの特許の請求項は、改正されたことで、 2009年5月12日に'640特許を2008年4月15日及び再審査証明書に'382特許の再審査証明書を発行しました。これは価電子帯とA123に対するハイドロケベックによって出願された現在の特許侵害訴訟を続行することができます。マークマンヒアリングの後、テキサス州西部地区裁判所は再検討'382と'640特許のクレームは、当初付与されたよりも狭い範囲を持っていることを、 2011年4月27日に開催された。これが最も可能性の高いこれらの特許に関連する将来のLFPの特許戦争の結果に影響します。
月9日、 2008年に、欧州特許庁は、博士グッドイナフのLiMPO4特許、特許番号0904607を取り消します。この決定は、基本的には、欧州の自動車アプリケーションにリン酸鉄リチウムを用いた特許リスクを低減する。この決定の理由は、新規性の欠如に基づいていると考えられている。 UTは、まだ、EPOの決定を上訴することができますが、この結果は、欧州でのリチウムリン酸鉄電池技術を追求するために電気自動車メーカーを奨励している。 [ 7 ]
LFP式と結晶構造の特許戦争はまだ起こっているが、このようなパナソニック、 ASEC （ルノー三星自動車のエネルギー供給会社）などのリチウム電池の多くの有名なメーカーは、関与している、ジョンソンは、コントロール·サフト、東芝、日立、 Aleeesを、エナーデル、 Altairnanoの、三井造船、 LG電子、ジョンソンコントロールズ、 AESC 、ヴァランス、 SAFT 、 ABB 、 E- 1モリ。彼らはすべて、このLFP特許戦争に勝つしようとしている。米国政府は、あまりにも、 LFPの開発55万ドルを投資している。
訴訟の和解[編集]
この小説物質は、PHEV 、 HEV 、およびのBEVにとって重要なエネルギー貯蔵貢献をする可能性があるため、大きな関心は、特許歴史の中で開発しました。商用製品の最初の課題は、特許侵害である。この分野での先駆的な企業の多くは、様々なオリビン製剤および製剤を網羅し、徹底した特許マップを持っている。特許でフォローは、多くの場合、これらの特許のマップ内に入る。高価な和解の最初の主要なケースは、NTT 、日本テキサス·オースティン校（ UT ）との間で訴訟です。 2008年10月に、 [ 8 ] NTTは、彼らが、UTは30万ドルを支払うことで、ユタ州と日本最高裁判所民事裁判所にケースを解決することを発表した。契約の一環として、UTは、NTTが情報を盗んでいないとNTTは、UTとLFP材料のそのNTTの特許を共有することに合意した。 NTTの特許はAyMPO4の一般的な化学式（Aは、CoとFeの組み合わせアルカリ金属であり、M用です。 ）で、オリビンのLiFePO4 （ LFP ）のためでもある。この化合物は、 BYD社は、現在使用しているものです。 （ BYDはBYDのLFPのハイブリッド車プロジェクトへの投資のウォーレン·バフェット氏の発表後、実質的なメディアへの露出を獲得しました。 ） 、化学的に材料がほぼ同じであるが、特許の観点から、 NTTのAyMPO4は、UTでカバー初期LiMPO4材料とは異なります。主な違いは、特許は、組成物のベースの物質であったため、性能の差は全くなかったがゲルマンAyMPO4は、 LiMPO4よりも高い能力を有することである。岡田重人 - - 材料を開発するUTに研究室で働いていた - UTの企業秘密を盗んだ疑いがあると、彼は日本に戻ったときにそれらを用いた場合の心臓部には、NTTの技術者がいることだった。
改善[編集]
低導電率および低いリチウム拡散定数、電池は充放電可能なレートを制限両方とも： LFPは、市場への浸透を阻害する2欠点を有する。世界中の研究者がLiMPO4の導電率の向上に取り組んでいます。 A123は、塗布により、LFPの非常に低い導電率（ 10月10日〜 10月9日S / cm）での問題を回避作業、材料を交換し、ナノ粒子に変換材料されている。脱リチウムFePO4に導電性粒子を添加すると、その電子伝導性を上昇させる。例えば、 [9] LiMPO4粉末にグラファイト及びカーボンのような良好な拡散能力を有する導電性粒子を加えることは著しく、粒子間の導電性を向上させるLiMPO4の効率が向上し、理論値の95％までの可逆容量を上昇させる。 LiMPO4さえ5Cと同じ大きさの充電/放電電流の条件で良好なサイクル性能を示している。 [10]
しかも、無機酸化物を有するコーティングは、 LFP LFPの構造がより安定にし、導電性を高めることができる。酸化物コーティングを有する伝統的なLiCoO 2を、改善されたサイクル性能を示す。このコーティングはまた、 Coの溶解を阻害し、 LiCoO 2の容量の減衰が遅くなります。 ZnOなど[ 11 ]とのZrO 2などの無機コーティングを同様に、 LiMPO4 、 [ 12 ]は、より良いサイクル寿命、大容量化、大放電電流の条件下で優れた特性を持っています。 LiMPO4における導電性カーボンを添加することもLiMPO4の効率を増加させる。三井造船日本Aleeesは、銅、銀等の他の導電性金属粒子の添加はまたLiMPO4の効率を増加させたことを報告している[13] LiMPO4 1重量で。金属添加物の％は140mAh / gであり、大放電電流の条件下で良好な特性まで可逆容量を持っています。
金属置換[編集]
LiMPO4中の鉄、リチウムのために他の金属で置換することもその効率を上げることができます。 A123および原子価は、マグネシウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、亜鉛の置換を報告した。例えば亜鉛置換してください。亜鉛および鉄は、類似のイオン半径を有するので、鉄のために亜鉛を置換するLiMPO4の結晶化度を増加させる。 [14]サイクリックボルタンメトリーはまたLiFe1 - xMxPO4は、金属置換した後、リチウムイオンの挿入及び抽出の高い可逆性を有していることを確認する。
ほとんどのリチウム電池は、図3Cに用いられる（ Liイオン） （コンピュータ、通信、家電）製品は、主にリチウムコバルト酸化物（ LiCoO 2の）電池である。他のリチウム電池は、マンガン酸リチウム（LiMn 2 O 4 ） 、ニッケル酸リチウム（LiNiO 2 ） 、及びリン酸鉄リチウム（ LFP ）が含まれる。リチウム電池のカソードは、上記材料で作られており、陽極は、一般に炭素製である。
リチウムコバルト酸化物カソードを回避することは、多くの利点をもたらす。 LiCoO2のはLFP電池を最終的に生成するために大幅に安くなる可能性を与えて、伝統的なリチウムイオン電池のより高価なコンポーネントの1つです。それはIARCによって可能にヒト発がん性としてリストされているコバルトを、含まれているため、リチウムコバルト酸化物がないのに対し、リン酸鉄リチウムは、既知の発がん性を持っていません。 LFPのLiCoO 2は、電池よりも発射するために影響を受けやすく、それを使用する電池を製造する、特にリチウムポリマー電池パックの形態で、暴走過熱およびガス放出の問題につながる可能性がある。この利点は、 LFP電池は、従来のリチウムイオンと同じくらい強烈な充電監視を必要としないことを意味します。しかしながら、 LFP電池は従来のリチウムイオンに比べて低い（〜 60％）のエネルギー密度を有する傾向がある。
目次[非表示]
1 LiFePO4の紹介
2原理
LiFePO4のの3各部の名称
LFPの4本
5理論
6物理的及び化学的性質
LFP産業の7迅速な開発
産業のLFPと発展の8プロパティ
9特許戦争
10訴訟の和解
11改善
12金属置換
LFP合成法の改良13
14リファレンス
15も参照してください
LiFePO4の紹介[編集]
リン酸鉄リチウムは、 （分子式はまた、 LFPとして知られたLiFePO 4である）、リチウムイオン電池用のカソード材料（また、リン酸鉄リチウム電池とも呼ばれる）として使用される。その特徴は、コバルトのような高貴な要素が含まれていない、原材料の価格が低く、両方のリンと鉄は原料入手性の問題が低下する、地球上に豊富である。自然なリチウムリン酸鉄のミネラルが純粋さと物質の構造と（三燐石）の問題が存在する一方で、自動車産業への利用可能な炭酸リチウムの年間生産は2015年で唯一3万トンと推定されている。 [ 2 ]電池での使用に適さない。
原則[編集]
高温下又は内に置かれたとき、この正極材料を用いた電池は、中程度の動作電圧（3.3V ）を有し、高いエネルギー貯蔵容量（ 170mAh / g）の、高い放電電力、高速充電と長いサイクル寿命、およびその安定性も高い高い熱環境。リチウムイオン電池のためのこの一見普通ですが、実際には、革命的かつ新規な正極材料は、かんらん石グループに属しています。 triphyllite - - その鉱物名の語源は、ギリシャ語のトリ（ 3 ）とphyllon （葉）からのものである。この鉱物は、グレー、赤、グレー、ブラウン、またはブラックです。このミネラルについての詳細な情報はウェブサイト上で見つけることができます[1]。
LiFePO4のの命名法[編集]
LiFePO4の正しい化学式はLiMPO4です。 LiFePO4のオリビン型結晶構造を有する。化学式のM等は、Fe、Co 、 Mnは、 Tiを、最初の商用LiMPO4はC/LiFePO4あったので、人々はリン酸鉄リチウム、 LiFePO4のようLiMPO4のグループ全体を指す含む任意の金属を指す。ただし、複数のかんらん石化合物は、 LiMPO4に加えて、リン酸鉄リチウムの陰極材料として用いることができる。 AyMPO4 、のLi1 - xMFePO4 、およびLiFePO4の-ZM等のかんらん石化合物はLiMPO4と同じ結晶構造を有し、リチウムイオン電池の陰極材料として用いることができる。 （すべてが「 LFP 」と称することがある。 ）
LFPの発明[編集]
LiFePO4のが発明され、1996年にテキサス大学オースティン校のJohnグッドイナフのグループのAkshaya Padhiによって報告された[ 3 ] 、安価で毒性のない、かつ環境に優しい充電式リチウム電池の正極のための優れた候補として。 LiFePO4のとFePO4へのリチウムの挿入からのリチウムの可逆的な抽出が実証された。世界中の電気化学的エネルギー貯蔵におけるその後の研究開発は、再充電可能なリチウム電池で現在の使用のLiFePO4につながっている処理とエンジニアリングの課題を克服するために連動されています。
理論[編集]
オリビン組成物のこのリチウム電池のカソード材料は、既に複数のソースプロ材料メーカーが大量生産されている。それは広く、リチウム電池の分野でアプリケーションを展開し、このような電動自転車、ガスと電気のハイブリッド車や自動車などの新しい分野に持っていくと予想され、東京では、東京教授敦夫山田率いる研究グループリチウムイオンリン酸鉄電池は大きな将来性を持って、環境にやさしい電気自動車用の電源として使用されます。工科大学は、 8月11日、次のステートメントを含め天然素材の2008年問題に関する報告書を公表した。技術と北東大学の研究グループの東京大学教授敦夫山田が主導している。グループは、中性子照射リン酸鉄を使用し、次いで中性子とリン酸鉄リチウムイオンの移動状態を研究するための材料との間の相互作用を分析する。研究者らは、リン酸鉄リチウムは、リチウムイオンは、一定の直線方向に応じて拡張コバルトのような既存のリチウムイオン電極材料と異なるモーションパターンを有していると結論付けた。これは、元の前提と理論との一致で、中性子回折を用いて分析結果は、リチウムリン酸鉄（分子式はまた、 LFPとして知られたLiFePO 4である） 、リチウムの大きな入力/出力電流のセキュリティを確保することが可能であることを確認バッテリー[ 4 ]
物理的·化学的性質[編集]
リン酸鉄リチウムの化学式は、リチウムが+1価数を有するもので、 LiFePO4のであり、鉄が+2の原子価を有し、リン酸有する-3価。中心部にある鉄 - FeO6 - 一緒に、その周囲の6個の酸素原子と中心鉄原子は、角を共有八面体を形成している。中心部にあるリンを - PO4 - 4酸素とリン酸形のリン原子は、エッジの共有四面体を原子。ジグザグ三次元フレームワークはPO4面体と共通の-Oコーナーを共有FeO6八面体で形成されている。リチウムイオンは、ジグザグ構造の八面体のチャンネル内に存在する。格子において、 FeO6八面体は、 bcの面の角を共有することによって接続されている。 LiO6基は、 b軸にエッジ共有八面体平行な線状鎖を形成する。 FeO6八面体の株式は2 LiO6八面体と1 PO4四面体とエッジ。結晶学では、この構造は、斜方晶系のPmnb空間群であると考えられている。格子定数は、次のとおりです。 = 6.008A 、 B = 10.334A 、かつc = 4.693A 。単位格子の体積は291.4 A3である。結晶のリン酸塩は、全体のフレームワークを安定させ、 LFPに良好な熱安定性と優れたサイクリング性能を与える。
LiMnO4やLiCoO2の格子の1次元の自由体積のLiMPO4移動のリチウムイオン - 2伝統的な陰極材料とは異なる。充電/放電時、リチウムイオンが中心鉄イオンを還元/酸化されつつLiMPO4に挿入/から抽出される。この抽出/挿入プロセスは可逆的である。 LiMPO4は、理論的には、 170mAh / gの電荷容量および3.45Vの安定開回路電圧を有する。リチウムイオンの挿入/抽出反応は以下の通りである：生命（ II ） PO 4 < - >鉄（III ） PO 4 + Li +（リチウムイオン）の電子（ 1 ）
LiFePO4のからのリチウムの抽出は同様の構造でFePO4を生成します。 FePO4もPmnbの空間群を有する。 FePO4の格子定数は= 5.792A 、 B = 9.821AとC = 4.788Aです。単位格子の体積は272.4 A3である。リチウム酸化物の場合のように、リチウムイオンの抽出は、格子体積を減少させる。 LiMPO4の角を共有するFeO6八面体は、 PO43 -四面体の酸素原子によって分離され、連続FeO6ネットワークを形成することができない。電子伝導性を結果として低減される。一方、ほぼ最密六方酸素原子アレイは、リチウムイオンの動きに対して比較的小さな自由容積を提供し、したがって、格子内のリチウムイオンが、周囲の温帯の小さな移動速度を有する。充電時に、リチウムイオンおよび電子は、対応する構造から抽出され、 FePO4の新たな段階と新しい相界面が形成される。放電中、リチウムイオンおよび電子は、対応するバック構造体に挿入され、 LiMPO4の新たな相がFePO4相の外側に形成されている。従って、球状粒子の陰極リチウムイオンが内側または外側に構造的な相転移を通過する必要があり、それは抽出または挿入であり[1] [2] 。充放電の重要なステップはLixFePO4とのLi 1 - xFePO4間の相界面の形成である。リチウムの挿入/抽出が進行するイオンとして、界面の表面積が縮小します。臨界表面積に達すると、得られたFePO4の電子及びイオンは、低い導電率を有し、二相構造が形成されている。このように、粒子の中心でLiMPO4は完全に特に大きな放電電流の条件で、消費されることはありません。
リチウムイオンは、オリビン構造における一次元チャンネルに移動し、高い拡散定数を有する。しかも、充放電の複数のサイクルを経験オリビン構造が安定したままであり、鉄原子は依然として八面体の中心にある。したがって、脇電子伝導性の限界を決め、 LiMPO4は、優れたサイクル性能を有する良好な陰極材料である[5]充電中、八面体の中心にある鉄原子は、高スピン状態を有する。
LFP産業の急速な発展[編集]
LiMPO4はAleeesによってフォステックとのLiFePO4 • ZMにより、 A123でのLi 1 - xMFePO4 ：現時点では、 LFP化合物の根の特許は3専門の材料会社が保有している。これらの特許は、非常に成熟した大量生産技術に翻訳されている。最大の生産能力は月産250トンまでです。 A123からのLi1 - xMFePO4の重要な特徴は、その物理的性質の改良と、アノード材料中の貴金属の追加だけでなく、などの特殊黒鉛を使用することによって、市販の製品に元々少ない導電LFPに変換し、ナノLFP 、あるカソード。フォステックからLiMPO4の主な特徴は、適切なカーボンコーティングによる増加容量や導電率である。 AleeesからのLiFePO4 • ZMの重要な機能は、高容量とフェライトおよび結晶成長を安定的に制御して得られる低インピーダンスでLFPです。この改善された制御は、金属酸化物及びLFPの結晶化を誘導する高い過飽和状態において、前駆体に強力な機械的撹拌力を印加することによって実現される。
これらのブレークスルーと上流の物質の急速な発展は、リチウム電池工場の注目を集め、自動車業界を描いた。これは、電池やハイブリッド車の開発を促した。 LFP電池は環境に優しいです。主な利点は、LFP電池は過熱や爆発などの安全上の懸念を持っていないことである、リチウム電池に比べて4 〜5倍長いサイクル寿命を持って8倍（インスタント高電流を生成することができます）は、より高い放電電力を10以上持っている他のリチウム電池、及び他のリチウム電池より広い動作温度範囲を有する。 LFP電池の開発は、高度など（そのハイブリッド戦車やハマーのために）米国国防総省、ゼネラルモーターズ、フォードモーター、トヨタ自動車などの企業が評価される
LFPと産業[編集]の開発の性質
このセクションでは、プロモーション素材や他のスパムを含むことができる。百科事典的でないコンテンツ、および外部リンクのガイドラインに従いあらゆるプロモーション外部リンクを削除してください。 （ 2014年3月）
それは言われて、ハイブリッド車の市場が決定要因である。これは、リチウム電池でLFPを良好になりLFP材料の安定かつ安全なオリビン構造である。層状構造のリチウム - コバルトスピネル構造のリチウムマンガンのような他のカソード材料とは異なる、オリビン構造のLFPは、強い酸素共有結合を有し、リチウム電池の短絡時に爆発しない。この機能は、他のモバイルIT製品のための最も重要でないかもしれませんが、それは車にインストールされているリチウム電池用です。
彼らはノートPCや携帯電話のリチウム電池と同一の発生率を持っている場合、米国AABCの統計によると、コバルトやマンガンを含む電池を使用して1 70,000うちハイブリッド車（ PHEV 、 HEV 、 BEV ）が爆発する。この数は、自動車メーカーの野生の推定を超えています。彼らは何を最優先することは、安全ではなく、容量です。理由は簡単である：それはノートPCをリコールよりも自動車、数万回のより高価なリコールには余りにも高価です。そのため、安全性は、バッテリ寿命を比較検討する必要があります。
LFPは、その材料の構造に他のリチウム電池に比べて25％未満の容量を有するが、それはニッケル水素電池よりも70％以上の性能を有する。 LFPの改善された能力と安定性は、自動車メーカーの利益を描画します。それらについては、 LFPは、安全性および電池寿命の両方の要件を満たすことができる。そのため、ハイブリッド車は、重要な市場である。
統計によると、 HEV 、 PHEV 、 BEVとは、世界中で少なくとも7億米ドル、 2008年には、市場を持っており、少なくとも50億ドル、2012年までになります。 2008年から2015年までに、全世界でハイブリッド車の販売台数は少なくとも12 ％増加する。 2012年に、米国におけるハイブリッド車の販売台数は100万超えてしまいます。日本ではハイブリッド車の生産は2008年から2011年は6.6％増加します。すべての上に、ハイブリッド自動車のバッテリーの市場は2010年から2015年10.4％拡大し、ハイブリッド車部品の市場は17.4％増加します。
小型車に加えて、バスメーカーも自社製品にLFP電池を組み込むしようとします。 BAEは彼らHybriDriveオリオン7ハイブリッドバスは180KW LFP電池セルについて利用すると発表した。発電所は今もLFPを使用しています。米国ではAESは予備容量と周波数調整を含む電力ネットワークの子会社サービスが可能なマルチ兆ワットのバッテリーシステムを開発しました。
LiFePO4のへの主要な競争相手は、 GMはシボレーボルト、ガスと電気のハイブリッド車に使用することを選択したリチウムマンガンスピネル、です。
特許：この材料の新世代の電動自転車用の電力源として使用することができる前に、ガソリン電気ハイブリッド車、そこ自動車両は、一つの大きな障害にある。初期の段階で、フィールドに入った企業の多くは、すでに法的なトラブルに実行し、後で市場に参入他社につながる可能性がある、特許を受けています。
LiMPO4はAleeesによってフォステックとのLiFePO4 • ZMにより、 A123でのLi 1 - xMFePO4 ：現時点では、 LFP化合物の根の特許は3専門の材料会社が保有している。これらの特許は、非常に成熟した量産技術へと発展してきた。最大の生産能力は月産250トンまでです。 A123ののLi1 - xMFePO4の重要な特徴は、その物理的性質の改良と、アノード材料中の貴金属の追加だけでなく、などの特殊黒鉛を使用することによって、市販の製品に元々少ない導電LFPに変換し、ナノLFP 、あるカソード。フォステックのLiMPO4の主な特徴は、適切なカーボンコーティングによる増加容量や導電率であり、 AleeesのLiFePO4の• ZMの重要な特徴は、高い静電容量とフェライトの安定した制御と結晶成長により得られた低インピーダンスでLFPです。この改善された制御は、金属酸化物及びLFPの結晶化を誘導する高い過飽和状態において、前駆体に強力な機械的撹拌力を印加することによって実現される。
これらのブレークスルーと上原料の急速な発展は、リチウム電池工場の注目を集め、自動車業界を集めている。これは、リチウム電池とガスと電気のハイブリッド車に適用されるこの技術は、ハイブリッド車用の明るい未来とリードを与えると推測するためにいくつかをリードしてきました。 LFP電池、通常のリチウム電池は、両方の環境に優しい。この二つの大きな違いは、 LFP電池はLFP電池は8 〜10倍高い放電を持っていることを、 LFP電池はリチウム電池よりも4 〜5倍長いサイクル寿命を持っていることを、過熱、爆発などの安全上の懸念を持っていないことである（瞬間大電流を生成することができる）、及びLFP電池は、同じエネルギー密度のリチウム電池よりも30から50パーセント未満の重量で有するリチウム電池より電源。 LFP電池の開発は、高度に産業界で高く評価され、というように、米国国防総省のガスと電気のハイブリッドタンクの学科やハマー、ゼネラルモーターズ、フォードモーター、トヨタ自動車とのために開発されました。
開発という観点からは、米国の自動車産業は2010年までに、アメリカの道路上で400万以上のガスと電気のハイブリッド車があるだろうと推定している。米国のゼネラルモーターズは、日本メーカーの支配を打破するために「電気自動車の大量生産」に向けて努力することを決定しました。米国の消費者は、原油価格の高騰の非常に高い圧力下にあるように、ゼネラルモーターズは、将来の自動車市場は、エネルギーのすべての種類を使用できるようにする必要があり、電気自動車が成功への鍵になると考えています。そのため、 2007年北米国際自動車ショーで、 GMはプラグインハイブリッド電気自動車（ PHEV ）のコンセプトカー「シボレーボルトコンセプト」を発表し、新しいGMのハイブリッドシステム（ E- FLEX ）の開発と、 1通常の家庭用電源リン酸鉄リチウム電池を充電するために車に接続することができる。ボルトコンセプト大量生産に達すると、各車両は、毎年ガソリン消費量を500ガロン（ 1900リットル）を低減すること、及び4400キロの二酸化炭素出力を低減することができるであろう。
このような強力なと止められないの開発に直面し、いくつかの産業銀行、ベンチャーキャピタルファンドや投資会社は、上側の原料会社での全体の構成に焦点を当てている。上記の3の企業に加えて、米国ではA123のほか、 ActaCell社だけGoogle.org 、アプライド·マテリアルズ（ AMAT ）ベンチャーキャピタルや他のベンチャーキャピタルからの資金5,800,000米ドルを受け取った。 ActaCellの主な焦点は、市場にテキサス大学の研究成果を実施することである。 LFPの初期の革新の一つはInanovation社だった[要出典] Inanovationはフォステックを持つプロセスの開発を支援し、 A123 、 Altairnanoの、そしてエナーデルの小型の購入後に、米国のいくつかの残りのLFP電池開発会社の一つである[要出典]教授Arumugam Manthiramスピネルベースの構造や超伝導材料の開発の長期的な研究を行っている。彼は、 UTに研究助手を務め、その後、教授に昇進した。近年はリン酸鉄リチウム（ LFP ）中の高価な導電性ポリマーを添加すると、リン酸鉄リチウム（ LFP ）のグラム容量166Ah / gが実験室で行うことができることを発見してから、スピードアップするため、マイクロ波法を適用リン酸鉄リチウム（ LFP ）のセラミックス粉末法。導電性ポリマーを添加することによりリン酸鉄リチウム（ LFP ） A123 、 Aleees及びフォステックの特許を回避するか否かのように、この現在の段階では不明である。
しかし、下のソース業界のペースはヨーロッパで、全く減速されず、ボッシュは継続的に、2008年に自動化·電動車両の開発を拡大することにより、公開することを約束。欧州では一部の人々は技術のアプリケーションは非常に限られていると信じています。伝統的なレシプロエンジンは、まだ20年もの利点があるかもしれませんが、最終的には車両の電気自動車は追いつくことができるようになります。
ボッシュは、自動車技術の研究開発の輝かしい歴史、およびその他の企業から技術を購入するために見ていないの結果として、独自のアンチロックブレーキを開発し、 TCSは制御システムを追跡忙しかった彼ら独自のR ＆D部門を持っています。彼らは、ガスと電気のハイブリッドコンピュータプログラムで再設計され、 VWトゥアレグ、2010年に市場に発売されたボッシュのポルシェカイエンハイブリッドで紹介されます。
ボッシュは、燃料技術の最先端を集中し、維持することを決めた最初の企業の一つであった。最後に、業界では他の自動車の安全性、安全性について懸念となり、現在はエネルギーの代替形態が追いつくためにしようとし始めているように目覚め始めている。ボッシュは、それが世界的に広まっ技術であることを行っているように、彼らは、深く、電力の分野を探求する必要があると考えています。
ボッシュと韓国サムスンは、リチウム電池を開発し、約4,000,000ドルのコストで大量生産を行うために協力している。 [ 6 ]それはそれはで、成熟した段階にBOSCHを移動するために約4 〜5年かかると予測されていますがどのような場合には、自動車技術のトップリーダーとしての地位を維持するために、この努力に投資していきます。
他の欧州の自動車部品アセンブラコンチネンタル、彼らのリン酸鉄リチウム（ LFP ）のパートナーはA123システムであり、ジョンソンコントロールズ·サフトをことを発表しました。コンチネンタル航空は、メルセデスベンツのために電池を供給します。ボッシュとの取引のために、彼らはそれを自分でやってたりA123からの購入を検討してください。サプライチェーンのセキュリティのために、彼らは、日本の小型の電池工場Enaxから株式を購入したが、同社は、小さな電圧の製品を生産することができるだけである。
日本では、GSユアサ、リチウムリン酸鉄（ LFP ）の、その独自に開発したカーボン·ロードの大規模なバッテリユニットの陽極の適用に関する自分の仕事の結果を発表した上昇企業です。 「 LIM40 「産業バッテリユニット形115ミリメートル× 47ミリメートル× 170ミリメートル角の外形寸法についての試験の結果があっても400Aの大電流放電で容量がほぼ低下しないことが示された。カーボンロードを使用せずに、元の製品は、実際には40A放電の半分の容量を持っていた400A放電ユニットを持っていた。また、試作品は、 -20 ℃の低温度のような温度で使用可能だった。
中国では、 2重重量のリチウム電池メーカー： BAKと天津力神は、また20,000,000リン酸鉄リチウム（ LFP ）電池の年間出力を備えています特別なLFP工場、彼らの建築計画を発表し、年末に完成されますそれぞれ2008年と2009年初め。彼らの建設投資の合計額は6億ドルである。上部ソース協力会社については、彼らは新聞で見つけることには至っていない。推測は、彼らがアジアでの生産工場を持っている3リン酸鉄リチウム（ LFP ）のベンダーの1に協力するということです。
その結果、 2010年までに、欧州、アジア、米国におけるリチウムリン酸鉄（ LFP ）産業の競争風景が展開しています。リチウムリン酸鉄（ LFP ）材料、各工場からの技術レベルの高い安全性と安定性がそれほど重要であると思われると。唯一の決定的な要因は、市場価格である。一般的な推計によると、リン酸鉄リチウム（ LFP ）の労働組合は、ガスと電気のハイブリッド車とリチウムの急速な発展に率先してできるようになり、 2010年までにワット時あたり0.35ドルにバッテリーの価格を下げることができるようになります究極の勝者として出てくるの電池自転車、 。
特許戦争[編集]
10年以上前、オリビン構造のLFPを発見し、UTオースティン校教授グッドイナフは、おそらく（一般的に肥料で使用）リチウムリン酸鉄で作られたマイクロ材料は、このような巨大な発展があり、急速に多くの重要な産業に革命を起こす可能性があることを期待していない。この繁栄開発も、特許の問題を誘発する。
2005年と2006年の米国での特許訴訟では、ユタ州およびハイドロ·ケベックは、いくつかのリチウムイオン電池に使用される陰極と陰極材料としてのLiFePO4を使用して、すべての電池は、その特許、米国特許番号5910382と6514640を侵害したと主張した。 '382および'640特許は、特殊な結晶構造及び電池カソード材料の化学式を主張した。
2006年4月7日に、 A123システムズ社（ 「 A123 」 ） - LFP製品を商業化会社が - 二つの特許、米国特許第5910382 （ '382に対して非侵害と無効宣言を求める訴訟を提起UT所有）および米国特許第6 、 514640 （ '640 ）が一方A123はまた、別々に、彼らが無効にしようとする、 ）米国特許商標庁（ USPTOの前に2査定系再審査手続を提起した特許·イン·従来の技術に基づいてスーツ。
LFPの製品を商業化会社 - - その'382と'640特許の侵害を主張並列裁判所の手続において、 UTはまたヴァランス·テクノロジー·インク（以下「原子価」）を提訴した。
USPTOは、これらの特許の請求項は、改正されたことで、 2009年5月12日に'640特許を2008年4月15日及び再審査証明書に'382特許の再審査証明書を発行しました。これは価電子帯とA123に対するハイドロケベックによって出願された現在の特許侵害訴訟を続行することができます。マークマンヒアリングの後、テキサス州西部地区裁判所は再検討'382と'640特許のクレームは、当初付与されたよりも狭い範囲を持っていることを、 2011年4月27日に開催された。これが最も可能性の高いこれらの特許に関連する将来のLFPの特許戦争の結果に影響します。
月9日、 2008年に、欧州特許庁は、博士グッドイナフのLiMPO4特許、特許番号0904607を取り消します。この決定は、基本的には、欧州の自動車アプリケーションにリン酸鉄リチウムを用いた特許リスクを低減する。この決定の理由は、新規性の欠如に基づいていると考えられている。 UTは、まだ、EPOの決定を上訴することができますが、この結果は、欧州でのリチウムリン酸鉄電池技術を追求するために電気自動車メーカーを奨励している。 [ 7 ]
LFP式と結晶構造の特許戦争はまだ起こっているが、このようなパナソニック、 ASEC （ルノー三星自動車のエネルギー供給会社）などのリチウム電池の多くの有名なメーカーは、関与している、ジョンソンは、コントロール·サフト、東芝、日立、 Aleeesを、エナーデル、 Altairnanoの、三井造船、 LG電子、ジョンソンコントロールズ、 AESC 、ヴァランス、 SAFT 、 ABB 、 E- 1モリ。彼らはすべて、このLFP特許戦争に勝つしようとしている。米国政府は、あまりにも、 LFPの開発55万ドルを投資している。
訴訟の和解[編集]
この小説物質は、PHEV 、 HEV 、およびのBEVにとって重要なエネルギー貯蔵貢献をする可能性があるため、大きな関心は、特許歴史の中で開発しました。商用製品の最初の課題は、特許侵害である。この分野での先駆的な企業の多くは、様々なオリビン製剤および製剤を網羅し、徹底した特許マップを持っている。特許でフォローは、多くの場合、これらの特許のマップ内に入る。高価な和解の最初の主要なケースは、NTT 、日本テキサス·オースティン校（ UT ）との間で訴訟です。 2008年10月に、 [ 8 ] NTTは、彼らが、UTは30万ドルを支払うことで、ユタ州と日本最高裁判所民事裁判所にケースを解決することを発表した。契約の一環として、UTは、NTTが情報を盗んでいないとNTTは、UTとLFP材料のそのNTTの特許を共有することに合意した。 NTTの特許はAyMPO4の一般的な化学式（Aは、CoとFeの組み合わせアルカリ金属であり、M用です。 ）で、オリビンのLiFePO4 （ LFP ）のためでもある。この化合物は、 BYD社は、現在使用しているものです。 （ BYDはBYDのLFPのハイブリッド車プロジェクトへの投資のウォーレン·バフェット氏の発表後、実質的なメディアへの露出を獲得しました。 ） 、化学的に材料がほぼ同じであるが、特許の観点から、 NTTのAyMPO4は、UTでカバー初期LiMPO4材料とは異なります。主な違いは、特許は、組成物のベースの物質であったため、性能の差は全くなかったがゲルマンAyMPO4は、 LiMPO4よりも高い能力を有することである。岡田重人 - - 材料を開発するUTに研究室で働いていた - UTの企業秘密を盗んだ疑いがあると、彼は日本に戻ったときにそれらを用いた場合の心臓部には、NTTの技術者がいることだった。
改善[編集]
低導電率および低いリチウム拡散定数、電池は充放電可能なレートを制限両方とも： LFPは、市場への浸透を阻害する2欠点を有する。世界中の研究者がLiMPO4の導電率の向上に取り組んでいます。 A123は、塗布により、LFPの非常に低い導電率（ 10月10日〜 10月9日S / cm）での問題を回避作業、材料を交換し、ナノ粒子に変換材料されている。脱リチウムFePO4に導電性粒子を添加すると、その電子伝導性を上昇させる。例えば、 [9] LiMPO4粉末にグラファイト及びカーボンのような良好な拡散能力を有する導電性粒子を加えることは著しく、粒子間の導電性を向上させるLiMPO4の効率が向上し、理論値の95％までの可逆容量を上昇させる。 LiMPO4さえ5Cと同じ大きさの充電/放電電流の条件で良好なサイクル性能を示している。 [10]
しかも、無機酸化物を有するコーティングは、 LFP LFPの構造がより安定にし、導電性を高めることができる。酸化物コーティングを有する伝統的なLiCoO 2を、改善されたサイクル性能を示す。このコーティングはまた、 Coの溶解を阻害し、 LiCoO 2の容量の減衰が遅くなります。 ZnOなど[ 11 ]とのZrO 2などの無機コーティングを同様に、 LiMPO4 、 [ 12 ]は、より良いサイクル寿命、大容量化、大放電電流の条件下で優れた特性を持っています。 LiMPO4における導電性カーボンを添加することもLiMPO4の効率を増加させる。三井造船日本Aleeesは、銅、銀等の他の導電性金属粒子の添加はまたLiMPO4の効率を増加させたことを報告している[13] LiMPO4 1重量で。金属添加物の％は140mAh / gであり、大放電電流の条件下で良好な特性まで可逆容量を持っています。
金属置換[編集]
LiMPO4中の鉄、リチウムのために他の金属で置換することもその効率を上げることができます。 A123および原子価は、マグネシウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、亜鉛の置換を報告した。例えば亜鉛置換してください。亜鉛および鉄は、類似のイオン半径を有するので、鉄のために亜鉛を置換するLiMPO4の結晶化度を増加させる。 [14]サイクリックボルタンメトリーはまたLiFe1 - xMxPO4は、金属置換した後、リチウムイオンの挿入及び抽出の高い可逆性を有していることを確認する。
PSE、UL規格に認定充電器を製造
