Niske brzine litij baterije su tako vruće, ali da li stvarno razumijete litij baterije?

Što je litij baterija?

Litij baterija je vrsta baterije koja koristi litij metal ili litij legura kao negativan elektrodni materijal i koristi ne-queous electrolyte otopinu. Najranija litijumska baterija došla je od velikog izumitelja Edisona. Zbog vrlo aktivnih kemijskih svojstava litij metala, prerada, skladištenje i korištenje litij metala imaju vrlo visoke ekološke zahtjeve. Stoga se litijske baterije već duže vrijeme ne koriste. Danas je litij baterija postala glavni tok, uspoređuje se kao srce električnih vozila.

Litij baterije su općenito podijeljene u dvije kategorije: 1. Litij metalne baterije: Litij metalne baterije općenito koriste mangan dioksid kao pozitivan elektrodni materijal, litij metal ili njegov legura metal kao negativan elektrodni materijal, te koristiti ne-vakuonu otopinu elektrolita. 2. Litij-ionski akumulatori: Litij-ionski akumulatori uglavnom koriste litij-legura metalni oksid kao pozitivan elektrodni materijal, grafit kao negativan elektrodni materijal i ne-queous electrolyte.

Iako je gustoća energije litij metalnih baterija visoka, teoretski može doseći 3860 vata/kg. Međutim, zbog nedovoljne stabilnosti i nemoći punjenja, ne može se koristiti kao baterija za napajanje za ponovljenu upotrebu. Litij-iona baterija je razvijena kao glavna baterija za napajanje zbog svoje sposobnosti da se napuni. Međutim, zbog svoje kombinacije različitih elemenata, sastav pozitivnog elektrodnog materijala ima velike razlike u raznim aspektima, što je dovelo do povećanih sporova oko rute pozitivnog elektrodnog materijala u industriji.

Obično, baterije snage o koje najviše govorimo su uglavnom litij željezo fosfat baterije, litij mangan oksid baterije, litij kobalt oksid baterije, i ternary litij baterije (ternary nickel kobalt mangan).

Gore navedene vrste baterija imaju svoje prednosti i nedostatke, koje se mogu grubo sažeti na sljedeći način:

Ternary litij:

Prednosti: visoka gustoća energije, visoka gustoća slavine.

Nedostaci: loša sigurnost, loša visoka temperaturna otpornost, loš život, slabo pražnjenje velike snage, i toksični elementi (temperatura naglo raste nakon punjenja velike snage i pražnjenje ternarne litij baterije, a oslobađanje kisika nakon visoke temperature je vrlo lako spaliti).

Litij željezov fosfat:

Prednosti: dug život, visok naboj i stopa pražnjenja, dobra sigurnost, dobre visoke temperaturne performanse, bezopasni elementi, niska cijena.

Nedostaci: niska gustoća energije, niska gustoća slavine (gustoća rasute).

Litij-mangan oksid:

Prednosti: visoka gustoća slavine i niska cijena.

Nedostaci: loša visoka temperaturna otpornost, temperatura naglo raste nakon dugotrajne upotrebe litij manganata, a trajanje baterije je ozbiljno ublaženo (kao što je nisan električni automobil LEAF).

Litij-kobalt oksid: obično se koristi u 3C proizvodima, s izuzetno lošom sigurnošću i nije pogodan za baterije za napajanje.

Sada se industrija električnih vozila male brzine pojavila u modelima litij baterije, uglavnom koristeći dvije vrste litij željezovog fosfata i ternarnog litija, tako da ćemo se danas usredotočiti na dvije vrste ternary litij i litij željezo fosfat baterije.

01

Litij željezna fosfatna baterija: zrela, ali ne dovoljno

Litij željezo fosfatni elektrodni materijal trenutno je najsigurniji katodni materijal za litij-ionove baterije. Osim toga, njegov ciklus život može dosegnuti više od 2000 puta. Može se koristiti za standardno punjenje (stopa 5 sati) i može doseći 2000 ciklusa. Osim toga, zbog zrele industrije I praga tehnologije cijena i pada tehnologije doveo do, mnogi proizvođači će usvojiti litij željezo fosfat baterije za razne čimbenike. Može se reći da uspon novih energetskih vozila ima neraskidljiv odnos s litij željezovim fosfatnim baterijama.

Međutim, litij željezo fosfat baterije imaju fatalni nedostatak, to jest, loše niske temperature performanse, čak i ako su nano veličine i obloženi ugljikom, ovaj problem nije riješen. Studije su pokazale da ako se baterija kapaciteta 3500mAh upravlja u okruženju od -10°C, nakon manje od 100 ciklusa punjenja-pražnjenje, snaga će naglo propasti do 500mAh, što je u osnovi otpusna. To doista nije dobra stvar za golemi teritorij naše zemlje i sveobuhvatne nacionalne uvjete u kojima je zaista više niskih temperatura zimi.

Osim toga, troškovi pripreme materijala i proizvodnje baterija su relativno visoki, prinos baterije je nizak, a dosljednost je loša. To je također važan razlog zašto mnoga čista električna vozila ne mogu doći do nominalne vrijednosti. Stoga možemo vidjeti da će mnoga domaća nova energetska vozila (bilo da su čista električna ili hibridna električna), ili neka relativno jeftina nova energetska vozila, odabrati litij željezo fosfatne baterije iz različitih razloga. Može se reći da korištenje litij željezovih fosfatnih baterija ima izbrisiv temelj za masovnu proizvodnju i promociju novih energetskih vozila.

02

Ternary polimer litij baterija: nemirna budućnost

Ternary polimer litij baterija odnosi se na litij bateriju koja koristi litij nikl kobalt manganat (Li (NiCoMn) O2) kao katodni materijal. Prethodni proizvod ternarnog kompozitnih katodnog materijala je nikal sol, kobalt sol, i manganska sol. Kao sirovine, omjer nikla, kobalta i mangan iznutra može se prilagoditi prema stvarnim potrebama. Ternary litij baterije imaju veću gustoću energije, ali njihova sigurnost je često upitna.

Razlog za to je da iako će se ova dva materijala raspadati kada dosegnu određenu temperaturu, ternaran litij materijal će se raspadati na nižih 200 stupnjeva, dok je litij željezov fosfat materijal oko 800 stupnjeva. I kemijska reakcija ternarnog litij materijala je intenzivnija, oslobodit će molekule kisika, a elektrolit će brzo izgorjeti pod djelovanjem visoke temperature, uzrokujući lančanu reakciju. Jednostavno rečeno, ternary litij materijali su više vjerojatno da će uhvatiti vatru nego litij željezo fosfat materijala. No, treba napomenuti da govorimo o materijalima, a ne o baterijama koje su postale gotovi proizvodi.

Zbog potencijalnih sigurnosnih opasnosti od ternary litij materijala, proizvođači također naporno rade na sprječavanju nesreća. Prema jednostavnim pirolizi karakteristike ternary litij materijala, proizvođači će učiniti puno zaštite od prenaplate (OVP), preko pražnjenje zaštitu (UVP), preko zaštite od temperature (OTP), i preko trenutne zaštite (OCP). Napor. Stoga bi se u incidentu s spontanim izgaranjem trebalo razmotriti jesu li funkcije proizvođača u tim vezama na mjestu, a ne jednostavno odustati od hrane zbog gušenje.

Dakle, što je trenutna korištenje ove dvije baterije? Usredotočimo se na skup podataka. U studenom prošle godine, instalirani kapacitet električnih autobusa s litij željezovim fosfatnim baterijama činio je 64,9%, a instalirani kapacitet ternary litij baterija je bio samo 27,6%. Naprotiv, na čistom tržištu električnih osobnih automobila, instalirani kapacitet ternary litij baterija u studenom prošle godine premašio je 76%.

Teoretski, baterija koja nam je potrebna trebala bi imati visoku gustoću energije, visoku gustoću volumena, dobru sigurnost, visoku temperaturu i nisku temperaturnu otpornost, dugi ciklus trajanja, netoksičnu i bezopasnu, punjenje i pražnjenje velike snage te integriranje svih prednosti i niske cijene. No, takva baterija trenutno ne postoji, tako da postoji zamjena između prednosti i nedostataka različitih vrsta baterija. Štoviše, različita električna vozila imaju različite zahtjeve za baterije, pa koja je baterija prikladnija ovisi o vlastitom izboru!