Les bateries de liti de baixa velocitat són tan calentes, però, realment, enteneu les bateries de liti?

Què és una bateria de liti?

La bateria de liti és un tipus de bateria que utilitza liti metall o aliatge de liti com a material d’elèctrode negatiu i utilitza una solució d’electròlits no aquosa. La primera bateria de liti va ser del gran inventor Edison. A causa de les propietats químiques molt actives del liti metall, el processament, emmagatzematge i ús del metall liti tenen requisits ambientals molt elevats. Per tant, les bateries de liti fa temps que no s’utilitzen. Actualment, la bateria de liti s’ha convertit en el corrent principal, es compara com el cor dels vehicles elèctrics.

Les bateries de liti es divideixen generalment en dues categories: 1. Les bateries de liti-metall: les bateries de liti-metall solen utilitzar diòxid de manganès com a material d’elèctrode positiu, el metall de liti o el seu metall d’aliatge com a material d’elèctrode negatiu i utilitzen una solució d’electròlits no aquosa. 2. Bateries de ions de liti: les bateries de ions de liti solen utilitzar òxid metàl·lic d'aliatge de liti com a material d'elèctrode positiu, grafit com a material d'elèctrode negatiu i electròlit no aquós.

Tot i que la densitat energètica de les bateries de liti-metall és elevada, teòricament pot arribar als 3860 watts / kg. No obstant això, a causa de la seva insuficient estabilitat i incapacitat per carregar, no es pot utilitzar com a bateria d'alimentació per a ús repetit. La bateria de ions de liti s’ha desenvolupat com la bateria principal d’alimentació per la seva capacitat de recàrrega. No obstant això, a causa de la seva combinació de diferents elements, la composició del material d'elèctrodes positius presenta grans diferències en diversos aspectes, cosa que ha provocat un augment de les disputes sobre la ruta del material d'elèctrodes positius a la indústria.

Normalment, les bateries de potència de què més parlem són principalment bateries de fosfat de liti i ferro, bateries d’òxid de manganès de liti, bateries d’òxid de liti i cobalt i bateries de liti ternàries (manganès de níquel-cobalt ternari).

Els tipus de bateries anteriors tenen els seus avantatges i desavantatges, que es poden resumir aproximadament de la següent manera:

Liti ternari:

Avantatges: alta densitat d’energia, alta densitat d’aixeta.

Inconvenients: poca seguretat, poca resistència a les altes temperatures, mala vida, baixa descàrrega d’alta potència i elements tòxics (la temperatura augmenta bruscament després de la càrrega i descàrrega d’alta potència de les bateries de liti ternàries i l’alliberament d’oxigen després d’alta temperatura és molt fàcil cremar).

Fosfat de ferro de liti:

Avantatges: llarga vida, alta taxa de càrrega i descàrrega, bona seguretat, bon rendiment a alta temperatura, elements inofensius, baix cost.

Inconvenients: baixa densitat d’energia, baixa densitat d’aixetes (densitat aparent).

Idexid de manganès de liti:

Avantatges: alta densitat d’aixetes i baix cost.

Inconvenients: poca resistència a les altes temperatures, la temperatura augmenta bruscament després de l'ús a llarg termini de manganat de liti i la durada de la bateria es veu greument atenuada (com el cotxe elèctric Nissan LEAF).

Idexid de liti i cobalt: s'utilitza generalment en productes 3C, amb una seguretat extremadament deficient i no apte per a bateries.

Ara, la indústria dels vehicles elèctrics de baixa velocitat ha aparegut en els models de bateries de liti, principalment amb dos tipus de fosfat de liti-ferro i liti ternari, de manera que avui ens centrarem en els dos tipus de bateries de liti ternari i fosfat de ferro-liti.

　01

Bateria de fosfat de liti-ferro: madura però insuficient

El material d’elèctrodes de fosfat de liti-ferro és actualment el material de càtode més segur per a les bateries de ions de liti. A més, el seu cicle de vida pot arribar a ser superior a 2000 vegades. Es pot utilitzar per a la càrrega estàndard (taxa de 5 hores) i pot arribar als 2000 cicles. A més, a causa de la indústria madura i del llindar de la tecnologia de preus i la disminució de la tecnologia provocada, molts fabricants adoptaran bateries de fosfat de liti i ferro per diversos factors. Es pot dir que l’auge dels vehicles energètics nous té una relació inseparable amb les bateries de fosfat de liti-ferro.

No obstant això, les bateries de fosfat de liti-ferro tenen una deficiència fatal, és a dir, un rendiment baix a baixa temperatura, fins i tot si són de mida nano i recobertes de carboni, aquest problema no s'ha resolt. Els estudis han demostrat que si una bateria amb una capacitat de 3500 mAh funciona en un entorn de -10 ° C, després de menys de 100 cicles de càrrega-descàrrega, la potència decaurà bruscament fins a 500 mAh, que bàsicament es desaprofita. De fet, això no és bo per al vast territori de&# 39 del nostre país i per a les condicions nacionals completes, on hi ha temperatures més baixes a l'hivern.

A més, el cost de la preparació del material i la fabricació de bateries són relativament elevats, el rendiment de la bateria és baix i la consistència és pobra. Aquesta és també una raó important per la qual molts vehicles elèctrics purs no poden assolir el valor nominal. Per tant, podem veure que molts vehicles d’energia nova domèstica (ja siguin elèctrics purs o híbrids), o alguns vehicles d’energia nova relativament barats, triaran les bateries de fosfat de liti-ferro per diferents motius. Es pot dir que l’ús de bateries de fosfat de liti-ferro té una base inesborrable per a la producció massiva i la promoció de vehicles de nova energia.

　02

Bateria de liti de polímer ternari: un futur inquiet

La bateria de liti de polímer ternari es refereix a una bateria de liti que utilitza manganat de liti níquel-cobalt (Li (NiCoMn) O2) com a material del càtode. El producte precursor del material càtode compost ternari és la sal de níquel, la sal de cobalt i la sal de manganès. Com a matèries primeres, la proporció de níquel, cobalt i manganès a l'interior es pot ajustar segons les necessitats reals. Les bateries de liti ternàries tenen una densitat d’energia més gran, però sovint es qüestiona la seva seguretat.

La raó d’això és que, tot i que aquests dos materials es descomponen quan arriben a una temperatura determinada, el material de liti ternari es descompondrà a 200 graus inferiors, mentre que el fosfat de liti-ferro té uns 800 graus. I la reacció química del material de liti ternari és més intensa, alliberarà molècules d’oxigen i l’electròlit cremarà ràpidament sota l’acció d’alta temperatura, provocant una reacció en cadena. Per dir-ho d’una manera senzilla, els materials de liti ternari són més propensos a incendiar-se que els materials de fosfat de liti-ferro. Però cal tenir en compte que estem parlant de materials, no de bateries que s’han convertit en productes acabats.

A causa dels possibles perills de seguretat dels materials de liti ternaris, els fabricants també estan treballant dur per evitar accidents. Segons les característiques de piròlisi fàcils dels materials de liti ternari, els fabricants faran molta protecció contra sobrecàrrega (OVP), protecció contra descàrrega (UVP), protecció contra temperatura (OTP) i sobre protecció contra corrent (OCP). esforç. Per tant, l'incident de combustió espontània hauria de considerar si les funcions del fabricant&# 39 en aquests enllaços estan en lloc, en lloc de renunciar simplement als aliments a causa de l'ofec.

Quin és l’ús actual d’aquestes dues bateries? Centrem-nos a&en un conjunt de dades. Al novembre de l'any passat, la capacitat instal·lada dels autobusos elèctrics amb bateries de fosfat de liti-ferro representava el 64,9% i la capacitat instal·lada de les bateries de liti ternàries només era del 27,6%. Per contra, al mercat dels automòbils elèctrics purs, la capacitat instal·lada de les bateries de liti ternàries al novembre de l'any passat va superar el 76%.

Teòricament, la bateria que necessitem hauria de tenir una alta densitat d’energia, alta densitat de volum, bona seguretat, alta temperatura i resistència a baixa temperatura, llarga vida del cicle, no tòxica i inofensiva, càrrega i descàrrega d’alta potència i integració de tots els avantatges i baixa cost. Però actualment no existeix aquesta bateria, de manera que hi ha un compromís entre els avantatges i els desavantatges dels diferents tipus de bateries. A més, els diferents vehicles elèctrics tenen diferents requisits per a les bateries, de manera que la bateria més adequada depèn de la vostra pròpia elecció.