Οι μπαταρίες λιθίου χαμηλής ταχύτητας είναι τόσο ζεστές, αλλά καταλαβαίνετε πραγματικά τις μπαταρίες λιθίου;

Τι είναι η μπαταρία λιθίου;

Η μπαταρία λιθίου είναι ένας τύπος μπαταρίας που χρησιμοποιεί μέταλλο λιθίου ή κράμα λιθίου ως το αρνητικό υλικό ηλεκτροδίου και χρησιμοποιεί μη υδατικό διάλυμα ηλεκτρολύτη. Η πρώτη μπαταρία λιθίου προήλθε από τον σπουδαίο εφευρέτη Edison. Λόγω των πολύ δραστικών χημικών ιδιοτήτων του μετάλλου λιθίου, η επεξεργασία, αποθήκευση και χρήση μετάλλου λιθίου έχουν πολύ υψηλές περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Επομένως, οι μπαταρίες λιθίου δεν έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Σήμερα, η μπαταρία λιθίου έχει γίνει το κύριο ρεύμα, συγκρίνεται ως η καρδιά των ηλεκτρικών οχημάτων.

Οι μπαταρίες λιθίου χωρίζονται γενικά σε δύο κατηγορίες: 1. Μεταλλικές μπαταρίες λιθίου: Οι μεταλλικές μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούν γενικά το διοξείδιο του μαγγανίου ως θετικό υλικό ηλεκτροδίου, το μέταλλο λιθίου ή το κράμα μετάλλου του ως το αρνητικό υλικό ηλεκτροδίου, και χρησιμοποιούν μη υδατικό διάλυμα ηλεκτρολύτη. 2. Μπαταρίες ιόντων λιθίου: Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούν γενικά οξείδιο μετάλλου κράματος λιθίου ως θετικό υλικό ηλεκτροδίου, γραφίτη ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου και μη υδατικό ηλεκτρολύτη.

Αν και η ενεργειακή πυκνότητα των μεταλλικών μπαταριών λιθίου είναι υψηλή, θεωρητικά μπορεί να φτάσει τα 3860 watt / kg. Ωστόσο, λόγω της ανεπαρκούς σταθερότητας και της αδυναμίας φόρτισης, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μπαταρία ισχύος για επαναλαμβανόμενη χρήση. Η μπαταρία ιόντων λιθίου έχει αναπτυχθεί ως η κύρια μπαταρία ισχύος λόγω της ικανότητας επαναφόρτισης. Ωστόσο, λόγω του συνδυασμού διαφορετικών στοιχείων, η σύνθεση του θετικού υλικού ηλεκτροδίου έχει μεγάλες διαφορές σε διάφορες πτυχές, γεγονός που οδήγησε σε αυξημένες διαφωνίες σχετικά με τη διαδρομή του θετικού υλικού ηλεκτροδίου στη βιομηχανία.

Συνήθως, οι μπαταρίες ισχύος για τις οποίες μιλάμε περισσότερο είναι κυρίως μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, μπαταρίες οξειδίου του μαγγανίου λιθίου, μπαταρίες οξειδίου του κοβαλτίου λιθίου και τριμερείς μπαταρίες λιθίου (τριμερές μαγγάνιο κοβαλτίου νικελίου).

Οι παραπάνω τύποι μπαταριών έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, τα οποία μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:

Τρινικό λίθιο:

Πλεονεκτήματα: υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, υψηλή πυκνότητα βρύσης.

Μειονεκτήματα: κακή ασφάλεια, κακή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, κακή ζωή, κακή εκφόρτιση υψηλής ισχύος και τοξικά στοιχεία (η θερμοκρασία αυξάνεται απότομα μετά τη φόρτιση και την αποφόρτιση τριμερών μπαταριών λιθίου υψηλής ισχύος και η απελευθέρωση οξυγόνου μετά από υψηλή θερμοκρασία είναι πολύ εύκολη να κάψει).

Φωσφορικό σίδηρο λιθίου:

Πλεονεκτήματα: μεγάλη διάρκεια ζωής, υψηλός ρυθμός φόρτισης και εκφόρτισης, καλή ασφάλεια, καλή απόδοση υψηλής θερμοκρασίας, ακίνδυνα στοιχεία, χαμηλό κόστος.

Μειονεκτήματα: χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα, χαμηλή πυκνότητα βρύσης (μαζική πυκνότητα).

Οξείδιο του μαγγανίου λιθίου:

Πλεονεκτήματα: υψηλή πυκνότητα βρύσης και χαμηλό κόστος.

Μειονεκτήματα: χαμηλή αντίσταση σε υψηλή θερμοκρασία, η θερμοκρασία αυξάνεται απότομα μετά από μακροχρόνια χρήση μαγγανικού λιθίου και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας ελαττώνεται σοβαρά (όπως το ηλεκτρικό αυτοκίνητο της Nissan LEAF).

Οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου: χρησιμοποιείται συνήθως σε προϊόντα 3C, με εξαιρετικά κακή ασφάλεια και δεν είναι κατάλληλο για μπαταρίες ισχύος.

Τώρα η βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων χαμηλής ταχύτητας εμφανίστηκε στα μοντέλα μπαταριών λιθίου, χρησιμοποιώντας κυρίως δύο τύπους φωσφορικού σιδήρου λιθίου και τριμερούς λιθίου, οπότε σήμερα θα επικεντρωθούμε στους δύο τύπους μπαταριών τριμερούς λιθίου και φωσφορικού σιδήρου λιθίου.

　01

Μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου: ώριμη αλλά όχι αρκετή

Το υλικό ηλεκτροδίων φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι σήμερα το ασφαλέστερο υλικό καθόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου. Επιπλέον, η διάρκεια ζωής του κύκλου μπορεί να φτάσει πάνω από 2000 φορές. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τυπική φόρτιση (ρυθμός 5 ωρών) και μπορεί να φτάσει τους 2000 κύκλους. Επιπλέον, λόγω της ώριμης βιομηχανίας και του ορίου τεχνολογίας τιμών και της πτώσης της τεχνολογίας, πολλοί κατασκευαστές θα υιοθετήσουν μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου για διάφορους παράγοντες. Μπορεί να ειπωθεί ότι η άνοδος των νέων ενεργειακών οχημάτων έχει αδιαχώριστη σχέση με τις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου.

Ωστόσο, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχουν μοιραίο μειονέκτημα, δηλαδή χαμηλή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες, ακόμη και αν είναι νανο-μεγέθους και επικαλυμμένα με άνθρακα, αυτό το πρόβλημα δεν έχει επιλυθεί. Μελέτες έχουν δείξει ότι εάν μια μπαταρία χωρητικότητας 3500mAh λειτουργεί σε περιβάλλον -10 ° C, μετά από λιγότερους από 100 κύκλους φόρτισης, η ισχύς θα μειωθεί απότομα στα 500mAh, η οποία ουσιαστικά διαλύεται. Αυτό δεν είναι πράγματι καλό για το τεράστιο έδαφος της χώρας μας&# 39 και τις ολοκληρωμένες εθνικές συνθήκες όπου υπάρχουν πράγματι περισσότερες χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα.

Επιπλέον, το κόστος προετοιμασίας υλικού και κατασκευής μπαταριών είναι σχετικά υψηλό, η απόδοση της μπαταρίας είναι χαμηλή και η συνοχή είναι χαμηλή. Αυτός είναι επίσης ένας σημαντικός λόγος για τον οποίο πολλά καθαρά ηλεκτρικά οχήματα δεν μπορούν να φτάσουν την ονομαστική τιμή. Επομένως, μπορούμε να δούμε ότι πολλά εγχώρια οχήματα νέας ενέργειας (είτε καθαρά ηλεκτρικά είτε υβριδικά ηλεκτρικά), ή μερικά σχετικά φθηνά οχήματα νέας ενέργειας, θα επιλέξουν μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου για διαφορετικούς λόγους. Μπορούμε να πούμε ότι η χρήση μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχει ανεξίτηλη βάση για τη μαζική παραγωγή και προώθηση νέων ενεργειακών οχημάτων.

　02

Μπαταρία λιθίου πολυμερούς: ένα ανήσυχο μέλλον

Η μπαταρία λιθίου πολυμερούς πολυμερούς αναφέρεται σε μια μπαταρία λιθίου που χρησιμοποιεί το μαγγάνιο νικελίου κοβαλτίου λιθίου (Li (NiCoMn) O2) ως υλικό καθόδου. Το πρόδρομο προϊόν του τριμερούς σύνθετου υλικού καθόδου είναι άλας νικελίου, άλας κοβαλτίου και άλας μαγγανίου. Ως πρώτες ύλες, η αναλογία νικελίου, κοβαλτίου και μαγγανίου μπορεί να προσαρμοστεί ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες. Οι μπαταρίες λιθίου Ternary έχουν μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα, αλλά αμφισβητείται η ασφάλειά τους

Ο λόγος για αυτό είναι ότι παρόλο που αυτά τα δύο υλικά θα αποσυντεθούν όταν φτάσουν σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, το τριμερές υλικό λιθίου θα αποσυντεθεί σε χαμηλότερους 200 βαθμούς, ενώ το υλικό φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι περίπου 800 μοίρες. Και η χημική αντίδραση του τριμερούς υλικού λιθίου είναι πιο έντονη, θα απελευθερώσει μόρια οξυγόνου και ο ηλεκτρολύτης θα καεί γρήγορα υπό τη δράση υψηλής θερμοκρασίας, προκαλώντας αλυσιδωτή αντίδραση. Με απλά λόγια, τα τριμερή υλικά λιθίου είναι πιο πιθανό να πάρουν φωτιά από τα υλικά φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι μιλάμε για υλικά, όχι για μπαταρίες που έχουν γίνει τελικά προϊόντα.

Λόγω των πιθανών κινδύνων ασφαλείας των τριαδικών υλικών λιθίου, οι κατασκευαστές εργάζονται επίσης σκληρά για την πρόληψη ατυχημάτων. Σύμφωνα με τα εύκολα χαρακτηριστικά πυρόλυσης των τριαδικών υλικών λιθίου, οι κατασκευαστές θα κάνουν πολλή προστασία από υπερφόρτιση (OVP), προστασία από εκφόρτιση (UVP), προστασία από θερμοκρασία (OTP) και προστασία από τρέχοντα (OCP). προσπάθεια. Επομένως, το περιστατικό αυθόρμητης καύσης θα πρέπει να εξετάσει εάν οι λειτουργίες του κατασκευαστή&# 39 σε αυτούς τους συνδέσμους είναι σε θέση, αντί να εγκαταλείψουν μόνο το φαγητό λόγω πνιγμού.

Ποια είναι λοιπόν η τρέχουσα χρήση αυτών των δύο μπαταριών; Ας επικεντρωθούμε στο&# 39 σε ένα σύνολο δεδομένων. Τον Νοέμβριο του περασμένου έτους, η εγκατεστημένη ισχύς των ηλεκτρικών λεωφορείων με μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου αντιπροσώπευε το 64,9% και η εγκατεστημένη χωρητικότητα των τριαδικών μπαταριών λιθίου ήταν μόνο 27,6%. Αντίθετα, στην καθαρή ηλεκτρική αγορά επιβατικών αυτοκινήτων, η εγκατεστημένη χωρητικότητα των τριαδικών μπαταριών λιθίου τον Νοέμβριο του περασμένου έτους υπερέβη το 76%.

Θεωρητικά, η μπαταρία που χρειαζόμαστε θα πρέπει να έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, υψηλή πυκνότητα όγκου, καλή ασφάλεια, υψηλή θερμοκρασία και αντίσταση σε χαμηλές θερμοκρασίες, μεγάλη διάρκεια ζωής, μη τοξική και αβλαβής, φόρτιση και εκφόρτιση υψηλής ισχύος και ενσωματώνοντας όλα τα πλεονεκτήματα και χαμηλή κόστος. Αλλά δεν υπάρχει τέτοια μπαταρία προς το παρόν, επομένως υπάρχει μια αντιστάθμιση μεταξύ των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων των διαφόρων τύπων μπαταριών. Επιπλέον, διαφορετικά ηλεκτρικά οχήματα έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για μπαταρίες, οπότε ποια μπαταρία είναι πιο κατάλληλη εξαρτάται από τη δική σας επιλογή!