De ce este Tesla schimbată la 2170? Care sunt avantajele bateriei cu litiu ternar

Bateria 18650 a fost o legendă a Tesla. Acum, odată cu producția în masă a Modelului 3, misiunea istorică a bateriei 18650 se apropie de sfârșit. Toate modelele Tesla pot înlocui bateria cu litiu 21700. Care este motivul din spatele acestui lucru?

1. Compoziție și clasificare?

Bateria cu litiu înseamnă că sistemul electrochimic conține baterie cu litiu, care poate fi împărțită aproximativ în baterie cu litiu și baterie cu litiu. Datorită naturii sale comerciale de a nu conține litiu metalic și de a fi reîncărcabilă, bateria cu litiu poate fi împărțită în aspect cilindric și pătrat și este compusă în principal din patru părți: material pentru electrod pozitiv, material pentru electrod negativ, electrolit și material pentru diafragmă (acest articol este original, vă rugăm să specificați dacă este reprodus).

Diferitele materiale anodice și materialele anodice utilizate în bateriile cu litiu pot fi împărțite în diferite tipuri de baterii. De exemplu, materialele anodice utilizate în mod obișnuit includ cobalat de litiu, manganat de litiu, nichel, fosfat de litiu fier și materiale ternare. Materialele anodice utilizate în mod obișnuit includ materiale pe bază de carbon grafit, materiale pe bază de staniu, materiale pe bază de siliciu și materiale pe bază de titan. Printre acestea, cobalatul de litiu este majoritatea materialelor anodice pentru bateriile cu litiu.

2. Care este direcția tehnică a bateriei cu litiu?

Se mai numește tri cobalt mangan, ceea ce înseamnă că trei materiale de nichel, cobalt și mangan sunt materiale pozitive, grafitul este material pozitiv al bateriei, iar sarea sa de nichel, sarea de cobalt și sarea de mangan sunt materii prime. Proporția de nichel, cobalt și mangan poate fi ajustată în funcție de situația actuală. Companiile de baterii cu direcții tehnice principale, cum ar fi Japonia și Coreea, bateria cu fosfat de fier litiu se bazează pe fosfat feros de litiu ca material negativ și grafit ca material negativ, care este direcția tehnică principală a BYD; Bateriile cu titanat de litiu pot fi împărțite în două tipuri. Unul este titanatul de litiu ca material catodic, în timp ce manganatul de litiu și fosfatul de litiu fier sunt materiale ternare și materialul catodic al bateriilor cu litiu. Aceasta este direcția principală a Zhuhai Silver în prezent. Celălalt este titanat de litiu ca catod și baterie cu litiu cu catod din metal litiu sau din aliaj de litiu (acesta este un produs original, demaror de mașină, vă rugăm să specificați transferul).

3. Care sunt avantajele bateriei ternare cu litiu?

Cel mai mare avantaj al bateriei cu litiu ternar constă în densitatea sa mare de stocare a energiei, de obicei peste 200WH/kg, și legată de 90-120Wh/kg de fosfat de fier litiu, care este mai potrivit pentru cererea pieței autoturismelor pentru kilometraj. . Temperatura de descompunere a materialelor bateriei cu litiu ternar este de aproximativ 200 ℃, ceea ce va elibera molecule de oxigen. În cazul temperaturii ridicate și arderii rapide, a bateriilor cu electroliți și a pericolelor de ardere spontană și de explozie, cerințele de management pentru baterii sunt foarte ridicate. (OVP) ar trebui să fie compus din protecție la supraîncărcare, protecție la descărcare (UVP), protecție la supratemperatura (OTP) și protecție la supracurent (OCP). Prin urmare, bateriile ternare cu litiu sunt folosite de vehiculele electrice pur pe piața chineză până la 76%. Cu toate acestea, numărul de autobuze electrice este de doar 27,6%, în timp ce fosfatul de fier litiu este de 64,9%.

4. De ce a trecut Tesla la 2170?

Bateria cu numărul 18650 și 2170 folosită de Tesla sunt baterii cu litiu cu copolimer ternar. 18650 este o baterie cilindrică cu un diametru de 18 mm și o lungime de 65 mm, iar 2170 este o baterie cilindrică cu un diametru de 21 mm și o lungime de 70 mm. Deoarece este imposibil să îmbunătățiți densitatea energiei și să reduceți costul bateriei prin controlul procesului și a materiei prime, bateria 2170 cu volum mai mare devine o alegere inevitabilă. Modelul și ModelX sunt de așteptat să fie înlocuite după prima utilizare a Model3.

Musk susține că bateria din 2170 este cea mai mare densitate de energie și cea mai ieftină baterie din lume, cu o densitate de energie de până la 300 WH/kg, care este raportată la 233 WH/kg în 18650. Densitatea de energie a crescut cu aproape 20. %, dar costul sistemului său de baterii este de 155 de dolari/WH, ceea ce este legat de 171/18650 WH, ceea ce reprezintă o reducere limitată. Deși mai este un drum lung de parcurs înainte ca Musk să atingă obiectivul de 100 de dolari pe watt oră, este încă un pas înainte. Următorul pas ar trebui să fie inovarea de noi materiale pentru baterii pentru a reduce costurile. Bateria ternară cu litiu este un fel de baterie cu litiu compusă din terpolimer litiu nichel cobalt mangan oxid (Li (NiCoMn) O2). Produsul precursor al materialului catodic compozit ternar ia ca materii prime sare de nichel, sare de cobalt și sare de mangan, iar proporția de nichel, cobalt și mangan poate fi ajustată în funcție de situația actuală.

Siguranța este prioritatea principală

Caracteristicile bateriei ternare cu litiu sunt densitatea ridicată a energiei și tensiunea ridicată, astfel încât acumulatorul cu aceeași greutate are o capacitate mai mare, iar mașina poate merge mai departe și mai repede. Cu toate acestea, slăbiciunea sa constă în stabilitatea sa slabă. Dacă există un scurtcircuit intern sau substanța pozitivă întâlnește apă, vor exista flăcări deschise. Prin urmare, un strat de carcasă de oțel este utilizat în general pentru protecție. Pachetul de baterii Tesla este compus din aproximativ 7000 de baterii 18650. Deși Tesla oferă protecție completă pentru acumulator, există totuși un pericol de incendiu în cazul accidentelor de coliziune extreme.

Acest lucru se datorează faptului că aceste două materiale se vor descompune atunci când ating o anumită temperatură. Ternarul de litiu este cu aproximativ 200 ℃ mai mic, iar fosfatul de litiu de fier este cu aproximativ 800 ℃ mai mic. Reacția chimică a materialului ternar de litiu este mai intensă, ceea ce va elibera molecule de oxigen, iar electrolitul va arde rapid la temperatură ridicată, ducând la o reacție în lanț. Pe scurt, ternarul de litiu este mai ușor de aprins decât fosfatul de fier de litiu. Este de remarcat faptul că vorbim de materiale, nu de baterii gata făcute.

Bateria cu litiu fier fosfat este mult mai stabilă. Chiar dacă panoul este defect, scurtcircuitul nu va exploda și nu va arde, iar bateria nu va lua foc la temperatura ridicată de 350 ℃ (trei baterii cu litiu nu pot fi transportate la 180-250 ℃). Prin urmare, în ceea ce privește performanța de siguranță, bateria cu litiu fier fosfat este mai bună.

Deoarece materialele cu litiu ternar prezintă astfel de pericole potențiale pentru siguranță, producătorii încearcă, de asemenea, să prevină accidentele. În conformitate cu caracteristicile de piroliză ale materialelor cu litiu ternar, producătorii vor acorda o mare importanță protecției la supraîncărcare (OVP), protecției la supradescărcare (UVP), protecției la supratemperatura (OTP) și protecției la supracurent (OCP). Tesla are încredere în siguranță, deoarece are un sistem de gestionare a bateriilor care își poate gestiona mai bine bateriile cu litiu mai active. Desigur, pe măsură ce tot mai multe companii de baterii, companii de automobile și companii profesionale de gestionare a bateriilor continuă să se dezvolte în acest domeniu, tot mai multe companii pot realiza, de asemenea, un management excelent al bateriilor, ceea ce va îmbunătăți considerabil siguranța.