Lavhastigheds lithium-batterier er så varme, men forstår du virkelig lithium-batterier?

Hvad er et litiumbatteri?

Lithiumbatteri er en type batteri, der bruger lithiummetal eller lithiumlegering som det negative elektrodemateriale og bruger en ikke-vandig elektrolytopløsning. Det tidligste lithiumbatteri kom fra den store opfinder Edison. På grund af lithiummetals meget aktive kemiske egenskaber har behandling, opbevaring og anvendelse af lithiummetal meget høje miljøkrav. Derfor har lithiumbatterier ikke været brugt i lang tid. I dag er lithiumbatteri blevet mainstream, det sammenlignes med hjertet af elektriske køretøjer.

Lithiumbatterier er generelt opdelt i to kategorier: 1. Lithiummetalbatterier: Lithiummetalbatterier bruger generelt mangandioxid som det positive elektrodemateriale, lithiummetal eller dets legeringsmetal som det negative elektrodemateriale og bruger en ikke-vandig elektrolytopløsning. 2. Lithium-ion-batterier: Lithium-ion-batterier bruger generelt lithiumlegeret metaloxid som det positive elektrodemateriale, grafit som det negative elektrodemateriale og ikke-vandig elektrolyt.

Selvom litiummetalbatteriernes energitæthed er høj, kan den teoretisk nå 3860 watt / kg. På grund af sin utilstrækkelige stabilitet og manglende evne til at oplade kan den imidlertid ikke bruges som strømbatteri til gentagen brug. Lithium-ion-batteriet er udviklet som det primære strømbatteri på grund af dets evne til at blive genopladet. På grund af sin kombination af forskellige elementer har sammensætningen af ​​det positive elektrodemateriale imidlertid store forskelle i forskellige aspekter, hvilket har ført til øgede tvister om ruten for det positive elektrodemateriale i branchen.

Normalt er de strømbatterier, vi snakker mest om, hovedsageligt lithiumjernphosphatbatterier, lithiummanganoxidbatterier, lithiumcobaltoxidbatterier og ternære lithiumbatterier (ternære nikkelcobalt mangan).

Ovenstående batterityper har deres fordele og ulemper, som kan opsummeres som følger:

Ternært lithium:

Fordele: høj energitæthed, høj tapdensitet.

Ulemper: dårlig sikkerhed, dårlig modstandsdygtighed ved høj temperatur, dårlig levetid, dårlig afladning med høj effekt og giftige elementer (temperaturen stiger kraftigt efter opladning med høj effekt og afladning af ternære lithiumbatterier, og frigivelse af ilt efter høj temperatur er meget let at brænde).

Lithium jernfosfat:

Fordele: lang levetid, høj opladnings- og afladningshastighed, god sikkerhed, god ydeevne ved høj temperatur, harmløse elementer, lave omkostninger.

Ulemper: lav energitæthed, lav tæthedsdensitet (massefylde).

Lithium manganoxid:

Fordele: høj tap tæthed og lave omkostninger.

Ulemper: dårlig modstandsdygtighed ved høj temperatur, temperaturen stiger kraftigt efter langvarig brug af lithiummanganat, og batteriets levetid svækkes alvorligt (såsom Nissan elbil LEAF).

Lithiumcobaltoxid: bruges normalt i 3C-produkter med ekstremt dårlig sikkerhed og ikke egnet til strømbatterier.

Nu er el-køretøjsindustrien med lav hastighed opstået i lithium-batterimodellerne, hovedsageligt ved hjælp af to typer lithiumjernfosfat og ternært lithium, så i dag vil vi fokusere på de to typer ternære lithium- og lithiumjernfosfatbatterier.

　01

Lithium-jernfosfatbatteri: modent, men ikke nok

Lithiumjernfosfatelektrodemateriale er i øjeblikket det sikreste katodemateriale til lithium-ion-batterier. Derudover kan dets cyklustid nå mere end 2000 gange. Den kan bruges til standardopladning (5 timers hastighed) og kan nå 2000 cyklusser. Derudover vil mange producenter på grund af den modne industri og pristeknologitærsklen og den tilbagegang af teknologi, vedtage lithiumjernphosphatbatterier til forskellige faktorer. Det kan siges, at fremkomsten af ​​nye energibiler har et uadskilleligt forhold til lithiumjernfosfatbatterier.

Imidlertid har lithiumjernfosfatbatterier en fatal mangel, dvs. dårlig ydeevne ved lave temperaturer, selvom de er nanostørrelse og kulstofovertrukne, er dette problem ikke løst. Undersøgelser har vist, at hvis et batteri med en kapacitet på 3500mAh drives i et miljø på -10 ° C, efter mindre end 100 opladningscyklusser, vil strømmen falde kraftigt til 500mAh, hvilket grundlæggende skrottes. Dette er faktisk ikke en god ting for vores lands' s store territorium og de omfattende nationale forhold, hvor der faktisk er flere lave temperaturer om vinteren.

Derudover er omkostningerne ved materialeforberedelse og batteriproduktion relativt høje, batteriudbyttet er lavt, og konsistensen er dårlig. Dette er også en vigtig grund til, at mange rene elektriske køretøjer ikke kan nå den nominelle værdi. Derfor kan vi se, at mange indenlandske nye energibiler (hvad enten de er rene elektriske eller hybridelektriske) eller nogle relativt billige nye energibiler, vælger lithiumjernphosphatbatterier af forskellige årsager. Det kan siges, at brugen af ​​lithiumjernphosphatbatterier har et uudsletteligt fundament for masseproduktion og promovering af nye energibiler.

　02

Ternært polymer lithiumbatteri: en rastløs fremtid

Ternært polymer lithiumbatteri refererer til et lithiumbatteri, der bruger lithiumnikkelcobalt manganat (Li (NiCoMn) O2) som katodemateriale. Forløberproduktet for det ternære sammensatte katodemateriale er nikkel salt, cobalt salt og mangansalt. Som råmaterialer kan forholdet mellem nikkel, cobalt og mangan indvendigt justeres i henhold til de faktiske behov. Ternære lithiumbatterier har større energitæthed, men deres sikkerhed stilles ofte spørgsmålstegn ved.

Årsagen til dette er, at selvom disse to materialer nedbrydes, når de når en bestemt temperatur, vil det ternære lithiummateriale nedbrydes ved en lavere 200 grader, mens lithiumjernphosphatmaterialet er ca. 800 grader. Og den kemiske reaktion af det ternære lithiummateriale er mere intens, det frigiver iltmolekyler, og elektrolytten brænder hurtigt under virkning af høj temperatur og forårsager en kædereaktion. For at sige det enkelt er det mere sandsynligt, at ternære lithiummaterialer antænder end lithiumjernphosphatmaterialer. Men det skal bemærkes, at vi taler om materialer, ikke batterier, der er blevet færdige produkter.

På grund af de potentielle sikkerhedsrisici ved ternære lithiummaterialer arbejder fabrikanterne også hårdt for at forhindre ulykker. I henhold til de lette pyrolyseegenskaber for ternære lithiummaterialer vil producenterne gøre meget overopladningsbeskyttelse (OVP), overafladningsbeskyttelse (UVP), overtemperaturbeskyttelse (OTP) og overstrømsbeskyttelse (OCP). indsats. Derfor bør den spontane forbrændingshændelse overveje, om producentens' s funktioner i disse links er på plads snarere end blot at opgive mad på grund af kvælning.

Så hvad er den nuværende brug af disse to batterier? Lad&# 39 fokusere på et sæt data. I november sidste år tegnede den installerede kapacitet for elektriske busser med lithiumjernfosfatbatterier sig for 64,9%, og den installerede kapacitet for ternære lithiumbatterier var kun 27,6%. Tværtimod oversteg den installerede kapacitet af ternære lithiumbatterier i november sidste år på det rene elektriske personbilmarked 76%.

Teoretisk set skal det batteri, vi har brug for, have høj energitæthed, høj volumendensitet, god sikkerhed, høj temperatur og modstandsdygtighed ved lav temperatur, lang levetid, giftfri og uskadelig, opladning og afladning med høj effekt og integrering af alle fordele og lave koste. Men der er ikke et sådant batteri i øjeblikket, så der er en afvejning mellem fordele og ulemper ved forskellige typer batterier. Desuden har forskellige elektriske køretøjer forskellige krav til batterier, så hvilket batteri der er mere egnet, afhænger af dit eget valg!