Proč se Tesla změnila na 2170? Jaké jsou výhody ternární lithiové baterie

Baterie 18650 byla legendou Tesly. Nyní, s masovou výrobou Modelu 3, se historická mise baterie 18650 chýlí ke konci. Všechny modely Tesla mohou nahradit lithiovou baterii 21700. Jaký je za tím důvod?

1. Složení a klasifikace?

Lithiová baterie znamená, že elektrochemický systém obsahuje lithiovou baterii, kterou lze zhruba rozdělit na lithiovou baterii a lithiovou baterii. Vzhledem ke své komerční povaze, která neobsahuje kovové lithium a je dobíjecí, lze lithiovou baterii rozdělit na válcovou a čtvercovou a skládá se hlavně ze čtyř částí: materiál kladné elektrody, materiál záporné elektrody, elektrolyt a materiál membrány (tento článek je originál, uveďte, zda se jedná o reprodukce).

Různé materiály anod a materiály anod používané v lithiových bateriích lze rozdělit na různé typy baterií. Například běžně používané materiály anody zahrnují kobalát lithný, manganát lithný, nikl, fosforečnan lithno-železitý a ternární materiály. Mezi běžně používané anodové materiály patří grafitové uhlíkové materiály, materiály na bázi cínu, křemíkové materiály a materiály na bázi titanu. Mezi nimi je kobalát lithný většinou anodových materiálů pro lithiové baterie.

2. Jaký je technický směr lithiové baterie?

Nazývá se také trikobaltmangan, což znamená, že tři materiály nikl, kobalt a mangan jsou pozitivní materiály, grafit je pozitivní materiál baterie a její niklová sůl, kobaltová sůl a manganová sůl jsou suroviny. Podíl niklu, kobaltu a manganu lze upravit podle aktuální situace. Bateriové společnosti s hlavními technickými směry, jako je Japonsko a Korea, lithium-železofosfátová baterie je založena na fosforečnanu lithném jako negativním materiálu a grafitu jako negativním materiálu, což je hlavní technický směr společnosti BYD; Lithium-titanátové baterie lze rozdělit do dvou typů. Jedním z nich je titaničitan lithný jako katodový materiál, zatímco manganát lithný a fosforečnan lithný jsou ternární materiály a katodový materiál lithiových baterií. To je v současnosti hlavní směr Zhuhai Silver. Druhým je lithium titanát jako katoda a lithiová kovová nebo lithiová lithiová katodová lithiová baterie (jedná se o originální produkt, startér do auta, uveďte prosím převod).

3. Jaké jsou výhody ternární lithiové baterie?

Největší výhoda ternární lithiové baterie spočívá v její vysoké hustotě akumulace energie, obvykle nad 200 WH/kg, a související s 90-120 Wh/kg fosforečnanu lithného a železa, který je vhodnější pro poptávku trhu osobních automobilů po najetých kilometrech. . Teplota rozkladu materiálů ternárních lithiových baterií je asi 200 ℃, což uvolňuje molekuly kyslíku. V případě vysokých teplot a rychlého spalování, elektrolytových baterií a nebezpečí samovznícení a výbuchu jsou požadavky na řízení baterií velmi vysoké. (OVP) by se měla skládat z ochrany proti přebití, ochrany proti vybití (UVP), ochrany proti přehřátí (OTP) a ochrany proti nadproudu (OCP). Proto ternární lithiové baterie využívají čistě elektrická vozidla na čínském trhu až ze 76 %. Počet elektrobusů je však pouze 27,6 %, zatímco fosforečnan lithný je 64,9 %.

4. Proč Tesla přešla na 2170?

Baterie číslo 18650 a 2170 používané Teslou jsou ternární kopolymerové lithiové baterie. 18650 je válcová baterie o průměru 18 mm a délce 65 mm a 2170 je válcová baterie o průměru 21 mm a délce 70 mm. Protože je nemožné zlepšit hustotu energie a snížit náklady na baterie prostřednictvím řízení procesu a surovin, stává se baterie 2170 s větším objemem nevyhnutelnou volbou. Očekává se, že model a ModelX budou vyměněny po prvním použití Model3.

Musk tvrdí, že baterie v roce 2170 je s nejvyšší hustotou energie a nejlevnější baterií na světě, s hustotou energie až 300 WH/kg, což odpovídá 233 WH/kg v roce 18650. Hustota energie se zvýšila téměř o 20 %, ale náklady na jeho bateriový systém jsou 155 dolarů/WH, což odpovídá 171/18650 WH, což je omezené snížení. I když je před Muskem ještě dlouhá cesta, než dosáhne cíle 100 dolarů za watthodinu, stále je to krok vpřed. Dalším krokem by měla být inovace nových materiálů baterií pro snížení nákladů. Ternární lithiová baterie je druh lithiové baterie složené z terpolymeru lithium nikl kobalt a mangan (Li (NiCoMn) O2). Prekurzorový produkt ternárního kompozitního katodového materiálu využívá jako suroviny niklovou sůl, kobaltovou sůl a manganovou sůl a podíl niklu, kobaltu a manganu lze upravit podle aktuální situace.

Bezpečnost je nejvyšší prioritou

Charakteristikou ternární lithiové baterie je vysoká hustota energie a vysoké napětí, takže baterie se stejnou hmotností má větší kapacitu a vůz může jet dále a rychleji. Jeho slabina však spočívá ve špatné stabilitě. Pokud dojde k vnitřnímu zkratu nebo se pozitivní látka setká s vodou, dojde k otevřenému plameni. Proto se k ochraně obecně používá vrstva ocelového pláště. Baterie Tesla se skládá z přibližně 7000 baterií 18650. Přestože Tesla poskytuje baterii všestrannou ochranu, při extrémních nehodách stále existuje nebezpečí požáru.

Tyto dva materiály se totiž při dosažení určité teploty rozloží. Trojsložkové lithium je asi o 200 ℃ nižší a fosforečnan lithný asi o 800 ℃ nižší. Chemická reakce ternárního lithiového materiálu je intenzivnější, což uvolní molekuly kyslíku a elektrolyt bude rychle hořet při vysoké teplotě, což vede k řetězové reakci. Stručně řečeno, ternární lithium se snáze zapaluje než fosforečnan lithný. Stojí za zmínku, že mluvíme o materiálech, nikoli o hotových bateriích.

Lithium-železofosfátová baterie je mnohem stabilnější. I když se panel rozbije, zkrat nevybuchne a neshoří a baterie se nezapálí při vysoké teplotě 350 ℃ (tři lithiové baterie nelze přenášet při 180-250 ℃). Z hlediska bezpečnosti je proto lithium-železofosfátová baterie lepší.

Protože ternární lithiové materiály mají taková potenciální bezpečnostní rizika, výrobci se také snaží nehodám předcházet. Podle charakteristik pyrolýzy ternárních lithiových materiálů budou výrobci přikládat velký význam ochraně proti přebití (OVP), ochraně proti nadměrnému vybití (UVP), ochraně proti nadměrné teplotě (OTP) a ochraně proti nadměrnému proudu (OCP). Tesla si je jistá bezpečností, protože má systém správy baterií, který dokáže lépe spravovat její aktivnější lithiové baterie. Samozřejmě, jak se stále více bateriových společností, automobilových společností a profesionálních společností zabývajících se správou baterií v této oblasti nadále rozvíjí, stále více společností může také dosáhnout vynikající správy baterií, což výrazně zlepší bezpečnost.