Lithium iron phosphate
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ અથવા લિથિયમ ફેરો-ફોસ્ફેટ (એલ. એફ. પી.) એ સૂત્ર સાથેનું અકાર્બનિક સંયોજન છે. તે ભૂખરા, લાલ-ભૂખરા, કથ્થઈ અથવા કાળા રંગનું ઘન છે જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે. આ સામગ્રીએ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીના ઘટક તરીકે ધ્યાન ખેંચ્યું છે, જે એક પ્રકારની લિ-આયન બેટરી છે. આ બૅટરી રસાયણશાસ્ત્ર પાવર ટૂલ્સ, ઇલેક્ટ્રિક વાહનો, સૌર ઊર્જા સ્થાપનો અને તાજેતરમાં મોટા ગ્રિડ-સ્કેલ ઊર્જા સંગ્રહમાં ઉપયોગ માટે લક્ષિત છે. કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉત્પાદનોમાં ઉપયોગમાં લેવાતી મોટાભાગની લિથિયમ બેટરીઓ (લિ-આયન) લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ (), લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ () અને લિથિયમ નિકલ ઓક્સાઇડ () જેવા લિથિયમ સંયોજનોથી બનેલા કેથોડનો ઉપયોગ કરે છે. એનોડ્સ સામાન્ય રીતે ગ્રેફાઇટથી બનેલા હોય છે. લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કુદરતી રીતે ખનિજ ટ્રાઇફિલાઇટના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, પરંતુ આ સામગ્રી બૅટરીમાં ઉપયોગ માટે અપૂરતી શુદ્ધતા ધરાવે છે. ના સામાન્ય રાસાયણિક સૂત્ર સાથે, પરિવારમાં સંયોજનો ઓલિવાઇન માળખું અપનાવે છે. M માં માત્ર Fe જ નહીં પણ Co, Mn અને Ti નો પણ સમાવેશ થાય છે. પ્રથમ વેપારી C/હોવાથી, તેના આખા જૂથને અનૌપચારિક રીતે "લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ" અથવા "" કહેવામાં આવે છે. જો કે, એક કરતાં વધુ ઓલિવાઇન-પ્રકારનો તબક્કો બૅટરીની કેથોડ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. ઓલિવાઇન સંયોજનો જેમ કે,, અને સમાન સ્ફટિક માળખાં ધરાવે છે, અને તેને કેથોડમાં બદલી શકે છે. બધાને "એલ. એફ. પી". તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મેંગેનીઝ, ફોસ્ફેટ, આયર્ન અને લિથિયમ પણ ઓલિવાઇન માળખું બનાવે છે. આ માળખું લિથિયમ રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બૅટરીઓના કેથોડમાં ઉપયોગી ફાળો આપનાર છે. જ્યારે લિથિયમને મેંગેનીઝ, આયર્ન અને ફોસ્ફેટ (ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ) સાથે જોડવામાં આવે છે ત્યારે તે ઓલિવાઇન માળખાને કારણે બને છે. લિથિયમ રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરીઓની ઓલિવાઇન રચનાઓ નોંધપાત્ર છે, કારણ કે તે પરવડે તેવી, સ્થિર હોય છે અને ઊર્જાનો સંગ્રહ કરવા માટે તેનો સુરક્ષિત રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઇતિહાસ અને ઉત્પાદન અરુમુગમ મંથિરમ અને જ્હોન બી. ગુડએનફે સૌપ્રથમ લિથિયમ આયન બેટરી માટે કેથોડ સામગ્રીના પોલીયાનિયન વર્ગની ઓળખ કરી હતી. ત્યારબાદ પાધી એટ અલ દ્વારા 1996 માં બૅટરીમાં ઉપયોગ માટે પોલિયનિયન વર્ગની કેથોડ સામગ્રી તરીકે ઓળખવામાં આવી હતી. લિથિયમના ઉલટાવી શકાય તેવા નિષ્કર્ષણ અને તેમાં લિથિયમ દાખલ કરવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. ન્યુટ્રોન વિવર્તન પુષ્ટિ કરે છે કે એલ. એફ. પી. લિથિયમ બેટરીના મોટા ઇનપુટ/આઉટપુટ પ્રવાહની સુરક્ષાની ખાતરી કરવામાં સક્ષમ છે. વિવિધ પ્રકારના આયર્ન અને લિથિયમ ક્ષારને ફોસ્ફેટ અથવા ફોસ્ફોરિક એસિડ સાથે ગરમ કરીને સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે. હાઇડ્રોથર્મલ સંશ્લેષણનો ઉપયોગ કરતા માર્ગો સહિત ઘણા સંબંધિત માર્ગોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે. ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો લિથિયમમાં + 1 ચાર્જ હોય છે, આયર્ન + 2 ચાર્જ ફોસ્ફેટ માટે −3 ચાર્જને સંતુલિત કરે છે. લી ને દૂર કર્યા પછી, સામગ્રી ફેરિક સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આયર્ન અણુ અને 6 ઓક્સિજન અણુઓ કેન્દ્રમાં ફે આયન સાથે ઓક્ટાહેડ્રલ સંકલન ગોળા બનાવે છે, જેને આ રીતે વર્ણવવામાં આવે છે. ફોસ્ફેટ જૂથો, ટેટ્રાહેડ્રલ છે. ત્રિ-પરિમાણીય માળખું ઓક્ટાહેડ્રાની વહેંચણી O ખૂણાઓ દ્વારા રચાય છે. લિથિયમ આયન ઓક્ટાહેડ્રલ ચેનલોમાં વાંકીચૂંકી રીતે રહે છે. સ્ફટિકશાસ્ત્રમાં, આ માળખું ઓર્થોરોમ્બિક સ્ફટિક પ્રણાલીના પી. એમ. એન. બી. અવકાશ જૂથ સાથે સંબંધિત હોવાનું માનવામાં આવે છે. જાળી સ્થિરાંકો છેઃ a = 6.008 Å, b = 10.334 Å, અને c = 4.693 Å. એકમ કોષનું કદ 291.4 Å3 છે. બે પરંપરાગત કેથોડ સામગ્રીઓથી વિપરીત, અને, લિથિયમ આયનો જાળીના એક-પરિમાણીય મુક્ત કદમાં સ્થળાંતર કરે છે. ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન, લિથિયમ આયનોને ફેના ઓક્સિડેશન સાથે સહવર્તી રીતે કાઢવામાં આવે છેઃ LiFe ^ {II} PO4 <=> Fe ^ {III} PO4 + Li + + e-સમાન માળખા સાથે ઉત્પન્ન થતા લિથિયમનું નિષ્કર્ષણ. 272.4 Å3 ના એકમ કોષ વોલ્યુમ સાથે Pmnb અવકાશ જૂથને અપનાવે છે, જે તેના લિથિયેટેડ પુરોગામી કરતા થોડું નાનું છે. લિથિયમ આયનોના નિષ્કર્ષણથી જાળીનું પ્રમાણ ઘટે છે, જેમ કે લિથિયમ ઓક્સાઇડના કિસ્સામાં થાય છે. ખૂણામાં વહેંચાયેલ ઓક્ટાહેડ્રાને ટેટ્રાહેડ્રાના ઓક્સિજન પરમાણુઓ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે અને તે સતત નેટવર્ક બનાવી શકતા નથી, જે વાહકતામાં ઘટાડો કરે છે. ઓક્સાઇડ કેન્દ્રોની લગભગ નજીકથી ભરેલી ષટ્કોણ શ્રેણી આયનોને અંદર સ્થળાંતર કરવા માટે પ્રમાણમાં ઓછી મુક્ત માત્રા પૂરી પાડે છે. આ કારણોસર, આજુબાજુના તાપમાન પર તેની આયનીય વાહકતા પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે. ના લિથિએશન અને તેના ડિલિથિએશનની વિગતોની તપાસ કરવામાં આવી છે. લિથિયેટેડ સામગ્રીના બે તબક્કાઓ સંકળાયેલા છે. એપ્લિકેશન્સ એલ. એફ. પી. કોષોમાં 3 વીનું કાર્યકારી વોલ્ટેજ, 170 એમએએચ/જીની ચાર્જ ઘનતા, ઉચ્ચ શક્તિ ઘનતા, લાંબા ચક્ર જીવન અને ઉચ્ચ તાપમાને સ્થિરતા હોય છે. એલ. એફ. પી. ના મુખ્ય વ્યાપારી ફાયદા એ છે કે તે વધુ પડતી ગરમી અને વિસ્ફોટ જેવી થોડી સલામતીની ચિંતાઓ તેમજ લાંબા ચક્ર જીવનકાળ, ઉચ્ચ શક્તિ ઘનતા અને વ્યાપક કાર્યકારી તાપમાન શ્રેણી ધરાવે છે. પાવર પ્લાન્ટ અને ઓટોમોબાઇલ્સ એલ. એફ. પી. નો ઉપયોગ કરે છે. બી. એ. ઈ. એ જાહેરાત કરી છે કે તેમની હાઈબ્રીડ્રાઇવ ઓરિયન 7 હાઇબ્રિડ બસ લગભગ 180 કિલોવોટ એલ. એફ. પી. બેટરી સેલનો ઉપયોગ કરે છે. એઇએસએ બહુ-ટ્રિલિયન વોટની બેટરી પ્રણાલીઓ વિકસાવી છે જે પાવર નેટવર્કની સહાયક સેવાઓ માટે સક્ષમ છે, જેમાં વધારાની ક્ષમતા અને આવર્તન ગોઠવણનો સમાવેશ થાય છે. ચીનમાં, બી. એ. કે. અને ટિયાંજિન લિશેન આ વિસ્તારમાં સક્રિય છે. સરખામણી જોકે એલ. એફ. પી. ઓક્સાઇડ (દા. ત.) ધરાવતી લિથિયમ બેટરીઓ કરતાં 25 ટકા ઓછી ચોક્કસ ઊર્જા (ડબલ્યુએચ/જી) ધરાવે છે. નિકલ-કોબાલ્ટ-મેંગેનીઝ, એન. સી. એમ.) કેથોડ સામગ્રી, મુખ્યત્વે તેના કાર્યરત વોલ્ટેજને કારણે (એન. સી. એમ.-પ્રકારનાં કેથોડ રસાયણશાસ્ત્ર માટે 3.2 વોલ્ટ વિરુદ્ધ 3.7 વોલ્ટ), તેમાં નિકલ-હાઇડ્રોજન બેટરી કરતાં 70 ટકા વધુ છે. એલ. એફ. પી. બેટરીઓ અને અન્ય લિથિયમ આયન બેટરી પ્રકારો વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે એલ. એફ. પી. બેટરીઓમાં કોઈ કોબાલ્ટ (કોબાલ્ટની ઉપલબ્ધતા વિશેના નૈતિક અને આર્થિક પ્રશ્નોને દૂર કરીને) નથી અને તેમાં સપાટ સ્રાવ વળાંક હોય છે. એલ. એફ. પી. બેટરીઓમાં ખામીઓ હોય છે, જે એલ. એફ. પી. ની ઊંચી ઇલેક્ટ્રોનિક પ્રતિકારકતા તેમજ નીચલા મહત્તમ ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજમાંથી ઉદ્ભવે છે. ઊર્જાની ઘનતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે (જોકે નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરી કરતા વધારે). જો વધુ ચાર્જ કરવામાં આવે અને કોબાલ્ટ ખર્ચાળ હોય અને ભૌગોલિક રીતે વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ ન હોય તો લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ આધારિત બેટરી રસાયણશાસ્ત્ર થર્મલ ભાગેડુ થવાની શક્યતા વધુ હોય છે. નિકલ-મેંગેનીઝ-કોબાલ્ટ (એન. એમ. સી.) જેવા અન્ય રસાયણશાસ્ત્ર મંત્રાલયોએ મોટાભાગના ઉપયોગોમાં લિકો રસાયણશાસ્ત્રના કોષોનું સ્થાન લીધું છે. Ni અને Mn અને Co નો મૂળ ગુણોત્તર 3:3:3 હતો, જ્યારે આજે, કોષો 8:1:1 અથવા 6:2:2 ના ગુણોત્તર સાથે બનાવવામાં આવી રહ્યા છે, જેમાં Co સામગ્રીમાં ભારે ઘટાડો થયો છે. લિફેપો 4 બેટરીઓ સીલબંધ લીડ એસિડ બેટરીઓ સાથે તુલનાત્મક છે અને ઘણીવાર લીડ એસિડ કાર્યક્રમો માટે ડ્રોપ-ઇન રિપ્લેસમેન્ટ તરીકે ગણવામાં આવે છે. લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ અને લીડ એસિડ વચ્ચેનો સૌથી નોંધપાત્ર તફાવત એ હકીકત છે કે લિથિયમ બૅટરીની ક્ષમતા સ્રાવ દર પર માત્ર થોડી નિર્ભરતા દર્શાવે છે. ખૂબ ઊંચા સ્રાવ દર સાથે, ઉદાહરણ તરીકે 0.8C, લીડ એસિડ બેટરીની ક્ષમતા નિર્ધારિત ક્ષમતાના માત્ર 60 ટકા છે. તેથી, ચક્રીય એપ્લિકેશનોમાં જ્યાં ડિસ્ચાર્જ દર ઘણીવાર 0.1C કરતા વધારે હોય છે, ઓછી રેટેડ લિથિયમ બેટરીમાં ઘણીવાર તુલનાત્મક લીડ એસિડ બેટરી કરતાં વધુ વાસ્તવિક ક્ષમતા હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે સમાન ક્ષમતા રેટિંગ પર, લિથિયમની કિંમત વધુ હશે, પરંતુ ઓછી ક્ષમતા ધરાવતી લિથિયમ બેટરીનો ઉપયોગ ઓછી કિંમતે સમાન એપ્લિકેશન માટે કરી શકાય છે. જીવનચક્રને ધ્યાનમાં લેતી વખતે માલિકીની કિંમત લીડ એસિડ બેટરીની સરખામણીમાં લિથિયમ બેટરીનું મૂલ્ય વધારે છે. બૌદ્ધિક સંપત્તિ એલ. એફ. પી. બેટરી સામગ્રી પર પેટન્ટના 4 જૂથો છેઃ 1) યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસ-ઓસ્ટિને લિફેપો 4 ના સ્ફટિકીય માળખા અને બેટરીમાં તેમના ઉપયોગ સાથે સામગ્રીની પેટન્ટ કરી હતી. 2) હાઇડ્રો-ક્યુબેક, યુનિવર્સિટી દ મોન્ટ્રિયલ અને ફ્રેન્ચ નેશનલ સેન્ટર ફોર સાયન્ટિફિક રિસર્ચ (સી. એન. આર. એસ.) પોતાની પેટન્ટ ધરાવે છે, જે કાર્બન કોટિંગ દ્વારા મૂળ લિફેપો 4ના સુધારાનો દાવો કરે છે જે તેની વાહકતામાં વધારો કરે છે. 3) A123 નું મુખ્ય લક્ષણ નેનો-LFP છે, જે તેના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરે છે અને એનોડમાં ઉમદા ધાતુઓ ઉમેરે છે, તેમજ કેથોડ તરીકે ખાસ ગ્રેફાઇટનો ઉપયોગ કરે છે. 4) ફોસ્ટેકનું મુખ્ય લક્ષણ યોગ્ય કાર્બન કોટિંગ દ્વારા ક્ષમતા અને વાહકતામાં વધારો છે. અલીઝમાંથી ZMનું વિશેષ લક્ષણ ઉચ્ચ ક્ષમતા અને નીચા અવરોધ છે જે ફેરાઇટ્સના સ્થિર નિયંત્રણ અને સ્ફટિક વૃદ્ધિ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. આ સુધારેલ નિયંત્રણ ઉચ્ચ ઓવરસેચ્યુરેશન સ્થિતિમાં અગ્રદૂત પર મજબૂત યાંત્રિક ઉત્તેજક દળો લાગુ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે, જે ધાતુના ઓક્સાઇડ અને એલ. એફ. પી. ના સ્ફટિકીકરણને પ્રેરિત કરે છે. આ પેટન્ટ પરિપક્વ સામૂહિક ઉત્પાદન તકનીકોને આધાર આપે છે. સૌથી વધુ ઉત્પાદન ક્ષમતા દર મહિને 250 ટન સુધીની છે. 2005 અને 2006માં યુ. એસ. માં પેટન્ટ મુકદ્દમામાં, ટેક્સાસ-ઓસ્ટિન અને હાઇડ્રો-ક્યુબેકની યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસએ દાવો કર્યો હતો કે કેથોડે તેમના પેટન્ટનું ઉલ્લંઘન કર્યું છે, અને. પેટન્ટ દાવાઓમાં એક અનન્ય સ્ફટિક માળખું અને બેટરી કેથોડ સામગ્રીનું રાસાયણિક સૂત્ર સામેલ હતું. 7 એપ્રિલ, 2006 ના રોજ, A123 એ યુ. ટી. ની પેટન્ટની બિન-ઉલ્લંઘન અને અમાન્યતાની ઘોષણાની માંગ કરતી કાર્યવાહી દાખલ કરી. એ123 એ અલગથી યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ પેટન્ટ એન્ડ ટ્રેડમાર્ક ઓફિસ (યુ. એસ. પી. ટી. ઓ.) સમક્ષ બે પૂર્વ પક્ષીય પુનઃપરીક્ષા કાર્યવાહી દાખલ કરી હતી, જેમાં તેમણે અગાઉની કળાના આધારે પેટન્ટને અમાન્ય કરવાની માંગ કરી હતી. સમાંતર અદાલતી કાર્યવાહીમાં, યુ. ટી. એ વેલેન્સ ટેક્નોલોજી, ઇન્ક. ("વેલેન્સ") સામે દાવો માંડ્યો-એક એવી કંપની કે જે એલ. એફ. પી. ઉત્પાદનોનું વ્યાપારીકરણ કરે છે જે કથિત ઉલ્લંઘન કરે છે. યુએસપીટીઓએ 15 એપ્રિલ, 2008ના રોજ 382 પેટન્ટ માટે અને 12 મે, 2009ના રોજ 640 પેટન્ટ માટે પુનઃપરીક્ષા પ્રમાણપત્ર બહાર પાડ્યું હતું, જેના દ્વારા આ પેટન્ટના દાવાઓમાં સુધારો કરવામાં આવ્યો હતો. આનાથી હાઈડ્રો-ક્યુબેક દ્વારા વેલેન્સ અને A123 સામે દાખલ કરાયેલા વર્તમાન પેટન્ટ ઉલ્લંઘનના દાવાઓને આગળ વધવાની મંજૂરી મળી. માર્કમેનની સુનાવણી પછી, 27 એપ્રિલ, 2011ના રોજ, ટેક્સાસની પશ્ચિમી જિલ્લા અદાલતે એવું માન્યું હતું કે પુનઃપરીક્ષણ કરાયેલ પેટન્ટના દાવાઓનો અવકાશ મૂળ મંજૂરી કરતાં સાંકડો છે. મુખ્ય પ્રશ્ન એ હતો કે શું યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસ (હાઈડ્રો-ક્યુબેકને લાઇસન્સ પ્રાપ્ત) માંથી અગાઉની ગુડએનફની પેટન્ટોનું A123 દ્વારા ઉલ્લંઘન કરવામાં આવ્યું હતું, જેની પાસે LiFePO4 પેટન્ટની પોતાની સુધારેલી આવૃત્તિઓ હતી, જેમાં કોબાલ્ટ ડોપન્ટ હતું. અંતિમ પરિણામો અજ્ઞાત શરતો હેઠળ A123 દ્વારા ગૂજેનફની પેટન્ટને લાઇસન્સ આપવાનું હતું. 9 ડિસેમ્બર, 2008ના રોજ યુરોપિયન પેટન્ટ ઓફિસે ડૉ. ગુડએનફની પેટન્ટ નંબર 0904607 રદ કરી હતી. આ નિર્ણયથી મૂળભૂત રીતે યુરોપિયન ઓટોમોબાઇલ અરજીઓમાં એલ. એફ. પી. નો ઉપયોગ કરવાના પેટન્ટ જોખમમાં ઘટાડો થયો હતો. આ નિર્ણય નવીનતાના અભાવ પર આધારિત હોવાનું માનવામાં આવે છે. પ્રથમ મોટો મોટો સમાધાન એન. ટી. ટી. અને યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસ-ઓસ્ટિન (યુ. ટી.) વચ્ચેનો દાવો હતો. ઓક્ટોબર 2008માં, એન. ટી. ટી. એ જાહેરાત કરી હતી કે તેઓ જાપાન સુપ્રીમ સિવિલ કોર્ટમાં $3 કરોડમાં કેસનો નિકાલ કરશે. કરારના ભાગરૂપે, યુ. ટી. સંમત થયું હતું કે એન. ટી. ટી. એ માહિતીની ચોરી કરી નથી અને એન. ટી. ટી. તેની એલ. એફ. પી. પેટન્ટને યુ. ટી. સાથે શેર કરશે. એનટીટીની પેટન્ટ ઓલિવાઇન એલએફપી માટે પણ છે, જેનું સામાન્ય રાસાયણિક સૂત્ર છે (એ ક્ષારયુક્ત ધાતુ માટે છે અને એમ એ કો અને ફેના સંયોજન માટે છે), જેનો ઉપયોગ હવે બીવાયડી કંપની દ્વારા કરવામાં આવે છે. રાસાયણિક રીતે સામગ્રી લગભગ સમાન હોવા છતાં, પેટન્ટના દૃષ્ટિકોણથી, એન. ટી. ટી. ની સામગ્રી યુ. ટી. દ્વારા આવરી લેવામાં આવેલી સામગ્રીથી અલગ છે. તેના કરતા વધારે ક્ષમતા ધરાવે છે. આ કેસના કેન્દ્રમાં એ હતું કે એનટીટી ઇજનેર ઓકાડા શિગેટો, જેમણે સામગ્રી વિકસાવતી યુટી પ્રયોગશાળાઓમાં કામ કર્યું હતું, તેમના પર યુટીની બૌદ્ધિક સંપત્તિની ચોરી કરવાનો આરોપ મૂકવામાં આવ્યો હતો. 2020 સુધીમાં, લાઇફપો + સી નામની સંસ્થા મુખ્ય આઇપીની માલિકી હોવાનો દાવો કરે છે અને લાઇસન્સ આપે છે. તે જ્હોનસન મેથે, સી. એન. આર. એસ., મોન્ટ્રીયલ યુનિવર્સિટી અને હાઇડ્રો ક્વિબેક વચ્ચેનું સંઘ છે. રિસર્ચ પાવર ડેન્સિટી એલ. એફ. પી. માં બે ખામીઓ છેઃ ઓછી વાહકતા (ઉચ્ચ ક્ષમતા) અને ઓછી લિથિયમ પ્રસરણ અચળાંક, જે બંને ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ દરને મર્યાદિત કરે છે. સીમાંકિતમાં વાહક કણો ઉમેરવાથી તેની ઇલેક્ટ્રોન વાહકતા વધે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાવડરમાં ગ્રેફાઇટ અને કાર્બન જેવી સારી પ્રસરણ ક્ષમતા ધરાવતા વાહક કણો ઉમેરવાથી કણો વચ્ચેની વાહકતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થાય છે, તેની કાર્યક્ષમતામાં વધારો થાય છે અને તેની ઉલટાવી શકાય તેવી ક્ષમતા સૈદ્ધાંતિક મૂલ્યોના 95 ટકા સુધી વધે છે. જો કે, વાહક ઉમેરણોના ઉમેરાથી કોષમાં હાજર "ડેડ માસ" માં પણ વધારો થાય છે જે ઊર્જા સંગ્રહમાં ફાળો આપતું નથી. તે 5C જેટલા મોટા ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ કરંટ હેઠળ પણ સારી સાઇકલિંગ કામગીરી દર્શાવે છે. અકાર્બનિક ઓક્સાઇડ સાથે સ્થિરતા કોટિંગ એલ. એફ. પી. એલ. એફ. પી. ની રચનાને વધુ સ્થિર બનાવી શકે છે અને વાહકતામાં વધારો કરી શકે છે. ઓક્સાઇડ કોટિંગ સાથે પરંપરાગત સાઇકલિંગ પ્રદર્શનમાં સુધારો દર્શાવે છે. આ કોટિંગ Co ના વિસર્જનને પણ અટકાવે છે અને ક્ષમતાના ક્ષયને ધીમું કરે છે. તેવી જ રીતે, ઝેડએનઓ અને જેવા અકાર્બનિક કોટિંગ સાથે, વધુ સારી સાયકલિંગ જીવનકાળ, મોટી ક્ષમતા અને ઝડપી સ્રાવ હેઠળ વધુ સારી લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. વાહક કાર્બન ઉમેરવાથી કાર્યક્ષમતામાં વધારો થાય છે. મિત્સુઇ ઝોસેન અને અલીસે નોંધ્યું હતું કે તાંબુ અને ચાંદી જેવા ધાતુના કણોના વહનથી કાર્યક્ષમતામાં વધારો થયો છે. 1 ડબલ્યુટી% મેટલ એડિટિવ્સ સાથે 140 એમએએચ/જી સુધીની ઉલટાવી શકાય તેવી ક્ષમતા ધરાવે છે અને ઉચ્ચ સ્રાવ પ્રવાહ હેઠળ વધુ સારી કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. લોખંડ અથવા લિથિયમ માટે અન્ય ધાતુઓને બદલીને ધાતુના વિકલ્પ પણ કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરી શકે છે. આયર્ન માટે ઝિંકને બદલવાથી સ્ફટિકીયતામાં વધારો થાય છે કારણ કે ઝિંક અને આયર્ન સમાન આયનીય ત્રિજ્યા ધરાવે છે. ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રી પુષ્ટિ કરે છે કે, ધાતુના અવેજી પછી, લિથિયમ આયન નિવેશ અને નિષ્કર્ષણની ઊંચી ઉલટાવી શકાય તેવી ક્ષમતા ધરાવે છે. લિથિયમ નિષ્કર્ષણ દરમિયાન, ફે (II) નું ફે (III) માં ઓક્સિડાઇઝેશન થાય છે અને જાળીનું કદ સંકોચાય છે. સંકોચાયેલું કદ લિથિયમના પરત ફરવાના માર્ગોને બદલે છે. સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓ સ્થિરતા અને ઉચ્ચ ગુણવત્તા સાથે સામૂહિક ઉત્પાદન હજુ પણ ઘણા પડકારોનો સામનો કરે છે. લિથિયમ ઓક્સાઇડની જેમ, વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા સંશ્લેષણ કરી શકાય છે, જેમાંઃ સોલિડ-ફેઝ સંશ્લેષણ, પ્રવાહી મિશ્રણ સૂકવણી, સોલ-જેલ પ્રક્રિયા, દ્રાવણ સહપ્રક્ષેપ, વરાળ-ફેઝ જમા, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંશ્લેષણ, ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઇરેડિયેશન, માઇક્રોવેવ પ્રક્રિયા, હાઇડ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ, અલ્ટ્રાસોનિક પાયરોલિસિસ અને સ્પ્રે પાયરોલિસિસનો સમાવેશ થાય છે. પ્રવાહી મિશ્રણ સૂકવવાની પ્રક્રિયામાં, પ્રવાહી મિશ્રણકર્તાને પહેલા કેરોસીન સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. આગળ, આ મિશ્રણમાં લિથિયમ ક્ષાર અને આયર્ન ક્ષારના દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા નેનો કાર્બન કણો ઉત્પન્ન કરે છે. જળઉષ્મીય સંશ્લેષણ સારી સ્ફટિકીયતા સાથે ઉત્પન્ન થાય છે. થર્મલ પ્રોસેસિંગ પછી દ્રાવણમાં પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ ઉમેરીને વાહક કાર્બન મેળવવામાં આવે છે. વરાળ તબક્કાના સંચયથી પાતળા આવરણનું નિર્માણ થાય છે. ફ્લેમ સ્પ્રે પાયરોલિસિસમાં ફીપો 4 ને લિથિયમ કાર્બોનેટ અને ગ્લુકોઝ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ સાથે ચાર્જ કરવામાં આવે છે. પછી મિશ્રણને જ્યોતની અંદર ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે અને સંશ્લેષિત એકત્રિત કરવા માટે ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે. તાપમાનની અસરો લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બૅટરીઓ પર તાપમાનની અસરોને ઊંચા તાપમાન અને નીચા તાપમાનની અસરોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, એલ. એફ. પી. રસાયણશાસ્ત્રની બેટરીઓ લિથિયમ કોબાલ્ટ બેટરીઓમાં થતી થર્મલ ભાગેડુ પ્રતિક્રિયાઓ માટે ઓછી સંવેદનશીલ હોય છે; એલ. એફ. પી. બેટરીઓ ઊંચા તાપમાને વધુ સારી કામગીરી દર્શાવે છે. સંશોધન દર્શાવે છે કે ઓરડાના તાપમાને (23 ડિગ્રી સેલ્સિયસ), પ્રારંભિક ક્ષમતામાં ઘટાડો અંદાજે 40-50 mAH/g થાય છે. જો કે, 40 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને 60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર, ક્ષમતામાં ઘટાડો અનુક્રમે અંદાજે 25 અને 15 એમએએચ/ગ્રામ થાય છે, પરંતુ આ ક્ષમતામાં ઘટાડો ઓરડાના તાપમાનની ક્ષમતામાં ઘટાડાના કિસ્સામાં જથ્થાબંધ નુકસાનને બદલે 20 ચક્રમાં ફેલાયેલો હતો. જો કે, આ માત્ર ટૂંકા સાયકલ સમયમર્યાદા માટે જ સાચું છે. પાછળથી એક વર્ષ સુધી ચાલેલા અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે એલ. એફ. પી. બેટરીઓ પૂર્ણ ચક્રની સમકક્ષ બમણી હોવા છતાં, એલ. એફ. પી. કોષો માટે વધતા તાપમાન સાથે ક્ષમતા ઝાંખી થવાનો દર વધે છે પરંતુ વધતા તાપમાનથી એન. સી. એ. કોષો પર અસર થતી નથી અથવા એન. એમ. સી. કોષોના વૃદ્ધત્વ પર નજીવી અસર થતી નથી. આ ક્ષમતામાં ઘટાડો મુખ્યત્વે સોલિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ (એસ. ઇ. આઇ.) રચનાની પ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે જે તાપમાનમાં વધારો કરીને ઝડપી બને છે. એલ. એફ. પી. બૅટરીઓ ખાસ કરીને ઘટતા તાપમાનથી પ્રભાવિત થાય છે જે સંભવતઃ ઉચ્ચ-અક્ષાંશ વિસ્તારોમાં તેમના ઉપયોગને અવરોધે છે. 23, 0,-10 અને-20 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન પર એલ. એફ. પી./સી. નમૂનાઓ માટે પ્રારંભિક સ્રાવ ક્ષમતા કુલોમ્બિક કાર્યક્ષમતા <આઇ. ડી. 4>, <આઇ. ડી. 2>, <આઇ. ડી. 5> અને <આઇ. ડી. 3> સાથે <આઇ. ડી. 1>, 92.7,57.9 અને 46.7 એમએએચ/જી છે. આ નુકસાન ઇલેક્ટ્રોડ્સની અંદર લિથિયમ આયનોના ધીમા પ્રસાર અને નીચા તાપમાન સાથે આવતા એસઇઆઈની રચના દ્વારા થાય છે જે પછીથી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ-ઇલેક્ટ્રોડ ઇન્ટરફેસો પર ચાર્જ-ટ્રાન્સફર પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે. ઓછી ક્ષમતાની રચનાનું બીજું સંભવિત કારણ લિથિયમ પ્લેટિંગ છે. ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, નીચું તાપમાન ઇલેક્ટ્રોડ્સની અંદર લિથિયમ આયનોના પ્રસરણ દરને ઘટાડે છે, જેનાથી લિથિયમ પ્લેટિંગ દર ઇન્ટરકલેશન દર સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે. ઠંડી સ્થિતિ ઉચ્ચ વૃદ્ધિ દર તરફ દોરી જાય છે અને પ્રારંભિક બિંદુને ચાર્જની નીચી સ્થિતિમાં ખસેડે છે, જેનો અર્થ છે કે પ્લેટિંગ પ્રક્રિયા વહેલી શરૂ થાય છે. લિથિયમ પ્લેટિંગ લિથિયમનો ઉપયોગ કરે છે જે પછી લિથિયમના ગ્રેફાઇટમાં આંતરક્રિયા સાથે સ્પર્ધા કરે છે, જેનાથી બેટરીની ક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે. સંકલિત લિથિયમ આયનો ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર "પ્લેટ્સ" અથવા તો ડેંડ્રાઇટ્સના રૂપમાં જમા થાય છે જે વિભાજકમાં પ્રવેશ કરી શકે છે, બેટરીને સંપૂર્ણપણે શોર્ટ-સર્કિટ કરી શકે છે. લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી A123 સિસ્ટમ્સ વેલેન્સ ટેકનોલોજી સંદર્ભો લિથિયમ સંયોજનો આયર્ન (II) સંયોજનો ફોસ્ફેટ રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરીઓ પણ જુઓ.