Z klasyfikacji baterii litowych zrozum główną technologię baterii zasilających w ciągu trzech minut

„Chociaż fosforan litowo-żelazowy jest dobry, nie jest tak dobry jak baterie trójskładnikowe”.
Akumulatory zasilania nowych pojazdów energetycznych można podzielić na akumulatory wtórne (w tym akumulatory ołowiowo-kwasowe, akumulatory niklowo-kadmowe, akumulatory niklowo-wodorkowe i akumulatory litowe) oraz ogniwa paliwowe.

W tym numerze nadal go udoskonalamy, zaczynając od klasyfikacji baterii litowych i analizując główne szlaki techniczne baterii zasilających na rynku.

zasada działania
Najpierw popraw koncepcję, baterie litowe są zwykle podzielone na dwie kategorie w zależności od materiałów stosowanych w elektrodach dodatnich i ujemnych: w

bateriach litowo-metalowych stosuje się dwutlenek manganu jako materiał elektrody dodatniej, a metaliczny lit lub jego stop jako materiał elektrody ujemnej; Akumulatory litowo-jonowe wykorzystują tlenki metali ze stopu litu jako materiał elektrody dodatniej i grafit jako materiał elektrody ujemnej.

Akumulatory litowo-metalowe nie są wystarczająco stabilne i nie można ich ładować, więc nie są to akumulatory wtórne. W przypadku nowych pojazdów energetycznych to, co zwykle nazywamy bateriami litowymi, odnosi się do akumulatorów litowo-jonowych.

Przyjrzyjmy się, jak działa bateria litowo-jonowa:
Akumulatory litowo-jonowe składają się głównie z czterech części: elektrody dodatniej (związek zawierający lit), elektrody ujemnej (materiał węglowy), elektrolitu i membrany:

podczas ładowania akumulatora atomy litu na elektrodzie dodatniej są zjonizowane w lit jony i elektrony (deinterkalacja), a jony litu przechodzą przez elektrolit do elektrody ujemnej, aby otrzymać elektrony, które są redukowane do atomów litu i osadzane w mikroporach warstwy węgla (insercja);

Gdy bateria jest rozładowana, atomy litu osadzone w warstwie węgla elektrody ujemnej tracą elektrony (deinterkalacja), aby stać się jonami litu, które wracają do elektrody dodatniej (interkalacja) przez elektrolit;

Procesowi ładowania i rozładowywania akumulatorów litowych, czyli procesowi ciągłej interkalacji i deinterkalacji jonów litu między elektrodą dodatnią i ujemną, towarzyszy interkalacja i deinterkalacja elektronów równoważnych. Im większa liczba jonów litu, tym wyższa pojemność ładowania i rozładowania.

Klasyfikacja
Ze względu na różne materiały katodowe akumulatory litowo-jonowe dzielą się głównie na: fosforan litowo-żelazowy (LFP), niklowian litu (LNO), manganian litu (LMO), kobalt litu (LCO) i trójskładnikowy manganian litowo-niklowo-kobaltowy (NCM) ), trójskładnikowy glinian litowo-niklowo-kobaltowy (NCA), a materiałem elektrody ujemnej jest głównie materiał węglowy grafitowy.

Trasa techniczna
W oparciu o powyższą tabelę rzućmy okiem na zastosowanie różnych typów baterii litowych na rynku.

Porozmawiajmy o tlenku litowo-kobaltowym, jako twórca baterii litowych, oczywiście może on być również używany jako bateria zasilająca do najpierw testowania wody, i został po raz pierwszy użyty w Tesli Roadster, ale ze względu na jego niski cykl życia i bezpieczeństwa, udowodniono, że nie nadaje się do użytku jako akumulator zasilający. Aby nadrobić tę wadę, Tesla stosuje tak zwany najlepszy na świecie system zarządzania baterią, aby zapewnić jej stabilność. Tlenek litowo-kobaltowy ma obecnie duży udział w rynku 3C.

Drugi to bateria litowo-manganowa, którą po raz pierwszy zaproponowała firma produkująca baterie AESC. Ta AESC nie jest mała, jest to wspólne przedsięwzięcie Nissana i Nippon Electric Co., Ltd. (NEC). Reprezentatywnym modelem manganianu litu jest Nissan Leaf. Ze względu na niską cenę, średnią gęstość energii i średnie bezpieczeństwo ma tak zwaną lepszą ogólną wydajność. Właśnie ze względu na tę letnią naturę jest stopniowo zastępowana przez nowe technologie.

Dalej jest fosforan litowo-żelazowy . Jako flagowy produkt firmy BYD ma dobrą stabilność, długą żywotność i korzyści finansowe. Szczególnie nadaje się do pojazdów hybrydowych typu plug-in, które wymagają częstego ładowania i rozładowywania, ale jego wadą jest średnia gęstość energii.

Wreszcie jest trójskładnikowa bateria litowa. Jako wschodząca gwiazda gęstość energii może osiągnąć najwyższą, ale bezpieczeństwo jest stosunkowo słabe. W przypadku pojazdów czysto elektrycznych, które mają wymagania dotyczące zasięgu przelotowego, ich perspektywy są szersze i są one obecnie głównym kierunkiem baterii zasilających.