Bateri litium berkelajuan rendah sangat panas, tetapi adakah anda benar-benar memahami bateri litium?

Apakah bateri litium?

Bateri litium adalah sejenis bateri yang menggunakan logam litium atau aloi litium sebagai bahan elektrod negatif dan menggunakan larutan elektrolit tidak berair. Bateri litium terawal berasal dari pencipta hebat Edison. Oleh kerana sifat kimia logam litium yang sangat aktif, pemprosesan, penyimpanan dan penggunaan logam litium mempunyai keperluan persekitaran yang sangat tinggi. Oleh itu, bateri litium sudah lama tidak digunakan. Pada masa kini, bateri litium telah menjadi arus perdana, ia dibandingkan dengan jantung kenderaan elektrik.

Bateri litium secara amnya terbahagi kepada dua kategori: 1. Baterai logam litium: Baterai logam litium umumnya menggunakan mangan dioksida sebagai bahan elektrod positif, logam litium atau logam aloi sebagai bahan elektrod negatif, dan menggunakan larutan elektrolit bukan berair. 2. Bateri ion litium: Bateri ion litium umumnya menggunakan oksida logam aloi litium sebagai bahan elektrod positif, grafit sebagai bahan elektrod negatif, dan elektrolit bukan berair.

Walaupun ketumpatan tenaga bateri logam litium tinggi, secara teorinya dapat mencapai 3860 watt / kg. Namun, kerana kestabilan dan ketidakmampuan pengisiannya tidak mencukupi, ia tidak dapat digunakan sebagai bateri kuasa untuk penggunaan berulang. Bateri lithium-ion telah dikembangkan sebagai bateri kuasa utama kerana kemampuannya diisi semula. Namun, kerana gabungan unsur-unsur yang berbeza, komposisi bahan elektrod positif mempunyai perbezaan yang besar dalam pelbagai aspek, yang menyebabkan peningkatan perselisihan mengenai rute bahan elektrod positif di industri.

Biasanya, bateri kuasa yang paling banyak kita bicarakan ialah bateri fosfat besi lithium, bateri lithium manganese oxide, bateri lithium kobalt oksida, dan bateri lithium ternary (maryese kobalt nikel ternary).

Jenis bateri di atas mempunyai kelebihan dan kekurangannya, yang dapat diringkaskan secara kasar seperti berikut:

Litium Ternary:

Kelebihan: ketumpatan tenaga tinggi, ketumpatan paip tinggi.

Kekurangan: keselamatan yang buruk, rintangan suhu tinggi yang buruk, nyawa yang buruk, pelepasan kuasa tinggi yang lemah, dan unsur toksik (suhu meningkat dengan mendadak setelah pengisian dan pelepasan bateri lithium bertaraf tinggi, dan pelepasan oksigen setelah suhu tinggi sangat mudah untuk membakar).

Fosfat besi litium:

Kelebihan: umur panjang, kadar cas dan pelepasan yang tinggi, keselamatan yang baik, prestasi suhu tinggi yang baik, elemen tidak berbahaya, kos rendah

Kekurangan: ketumpatan tenaga rendah, ketumpatan paip rendah (ketumpatan pukal).

Lithium mangan oksida:

Kelebihan: ketumpatan paip tinggi dan kos rendah.

Kekurangan: rintangan suhu tinggi yang buruk, suhu meningkat dengan mendadak setelah penggunaan lithium manganate jangka panjang, dan jangka hayat bateri dilemahkan dengan serius (seperti LEAF kereta elektrik Nissan).

Lithium kobalt oxide: biasanya digunakan dalam produk 3C, dengan keselamatan yang sangat buruk dan tidak sesuai untuk bateri kuasa.

Kini industri kenderaan elektrik berkelajuan rendah telah muncul dalam model bateri lithium, terutamanya menggunakan dua jenis lithium iron fosfat dan terary lithium, jadi hari ini kita akan memfokuskan pada dua jenis bateri lithium dan lithium iron fosfat.

　01

Bateri fosfat besi litium: matang tetapi tidak mencukupi

Bahan elektrod besi fosfat Lithium pada masa ini adalah bahan katod paling selamat untuk bateri lithium-ion. Di samping itu, jangka hayat kitarannya dapat mencapai lebih dari 2000 kali. Ini dapat digunakan untuk pengisian standar (tarif 5 jam) dan dapat mencapai 2000 siklus. Di samping itu, kerana industri yang matang Dan ambang teknologi harga dan penurunan teknologi yang berlaku, banyak pengeluar akan menggunakan bateri besi fosfat litium kerana pelbagai faktor. Boleh dikatakan bahawa kenaikan kenderaan tenaga baru mempunyai hubungan yang tidak dapat dipisahkan dengan bateri besi lithium fosfat.

Walau bagaimanapun, bateri besi fosfat lithium mempunyai kekurangan yang membawa maut, iaitu prestasi suhu rendah yang buruk, walaupun bersaiz nano dan bersalut karbon, masalah ini belum dapat diselesaikan. Kajian menunjukkan bahawa jika bateri berkapasitas 3500mAh dikendalikan dalam lingkungan -10 ° C, setelah kurang dari 100 kitaran pengecasan, daya akan merosot tajam hingga 500mAh, yang pada dasarnya hancur. Ini memang bukan perkara yang baik untuk wilayah negara kita yang luas dan keadaan negara yang komprehensif di mana terdapat suhu yang lebih rendah pada musim sejuk.

Di samping itu, kos penyediaan bahan dan pembuatan bateri agak tinggi, hasil bateri rendah, dan konsistensinya rendah. Ini juga merupakan alasan penting mengapa banyak kenderaan elektrik tulen tidak dapat mencapai nilai nominal. Oleh itu, kita dapat melihat bahawa banyak kenderaan tenaga domestik baru (sama ada elektrik tulen atau elektrik hibrid), atau beberapa kenderaan tenaga baru yang agak murah, akan memilih bateri besi fosfat litium kerana alasan yang berbeza. Boleh dikatakan bahawa penggunaan bateri besi fosfat lithium mempunyai asas yang tidak dapat dipisahkan untuk pengeluaran besar-besaran dan promosi kenderaan tenaga baru.

　02

Bateri lithium polimer Ternary: masa depan yang gelisah

Bateri lithium polimer Ternary merujuk kepada bateri lithium yang menggunakan lithium nikel kobalt manganate (Li (NiCoMn) O2) sebagai bahan katod. Produk pendahuluan dari bahan katod komposit ternary adalah garam nikel, garam kobalt, dan garam mangan. Sebagai bahan mentah, nisbah nikel, kobalt dan mangan di dalam dapat disesuaikan mengikut keperluan sebenar. Bateri litium ternary mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih besar, tetapi keselamatannya sering dipersoalkan.

Sebabnya adalah bahawa walaupun kedua-dua bahan ini akan terurai ketika mencapai suhu tertentu, bahan litium terner akan terurai pada suhu 200 darjah lebih rendah, sedangkan bahan fosfat besi litium sekitar 800 darjah. Dan tindak balas kimia bahan litium ternary lebih kuat, ia akan melepaskan molekul oksigen, dan elektrolit akan terbakar dengan cepat di bawah tindakan suhu tinggi, menyebabkan reaksi berantai. Sederhananya, bahan litium terner lebih cenderung terbakar daripada bahan fosfat besi litium. Tetapi harus diperhatikan bahawa kita berbicara mengenai bahan, bukan bateri yang telah menjadi produk jadi.

Kerana kemungkinan bahaya keselamatan bahan litium ternary, pengeluar juga berusaha keras untuk mencegah kemalangan. Mengikut ciri pirolisis yang mudah dari bahan litium ternary, pengeluar akan melakukan banyak perlindungan berlebihan (OVP), perlindungan pelepasan berlebihan (UVP), perlindungan suhu berlebihan (OTP), dan perlindungan semasa (OCP). usaha. Oleh itu, insiden pembakaran spontan harus mempertimbangkan sama ada fungsi pengeluar&# 39 dalam pautan ini sudah ada, dan bukannya hanya melepaskan makanan kerana tercekik.

Jadi bagaimana penggunaan kedua-dua bateri ini? Mari&# 39 fokus pada sekumpulan data. Pada bulan November tahun lalu, kapasiti pemasangan bas elektrik dengan bateri besi fosfat lithium menyumbang 64.9%, dan kapasiti bateri lithium terner terpasang hanya 27.6%. Sebaliknya, di pasaran kereta penumpang elektrik tulen, kapasiti bateri lithium ternary yang dipasang pada bulan November tahun lalu melebihi 76%.

Secara teorinya, bateri yang kita perlukan harus mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi, ketumpatan isipadu tinggi, keselamatan yang baik, ketahanan suhu tinggi dan suhu rendah, jangka hayat kitaran panjang, tidak beracun dan tidak berbahaya, pengisian dan pengosongan kuasa tinggi, dan menyatukan semua kelebihan dan rendah kos. Tetapi tidak ada bateri seperti ini, jadi ada pertukaran antara kelebihan dan kekurangan pelbagai jenis bateri. Lebih-lebih lagi, kenderaan elektrik yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk bateri, jadi bateri mana yang lebih sesuai bergantung pada pilihan anda sendiri!