Почему Тесла поменялась на 2170? Каковы преимущества тройной литиевой батареи

Аккумулятор 18650 был легендой Теслы. Теперь, с массовым производством Модели 3, историческая миссия аккумулятора 18650 подходит к концу. Все модели Tesla могут заменить литиевую батарею 21700. В чем причина этого?

1. Состав и классификация?

Литиевая батарея означает, что электрохимическая система содержит литиевую батарею, которую можно условно разделить на литиевую батарею и литиевую батарею. Из-за своего коммерческого характера, поскольку он не содержит металлического лития и является перезаряжаемым, литиевую батарею можно разделить на цилиндрическую и квадратную по внешнему виду, и она в основном состоит из четырех частей: материала положительного электрода, материала отрицательного электрода, электролита и материала диафрагмы (эта статья). является оригиналом, укажите, если он воспроизведен).

Различные анодные материалы и анодные материалы, используемые в литиевых батареях, можно разделить на разные типы батарей. Например, обычно используемые анодные материалы включают кобалат лития, манганат лития, никель, фосфат лития-железа и тройные материалы. Обычно используемые анодные материалы включают графит-углеродные материалы, материалы на основе олова, материалы на основе кремния и материалы на основе титана. Среди них кобалат лития составляет большинство анодных материалов для литиевых батарей.

2. Каково техническое направление литиевой батареи?

Его также называют трикобальтомарганцем, что означает, что три материала: никель, кобальт и марганец являются положительными материалами, графит — положительным материалом батареи, а его соль никеля, соль кобальта и соль марганца — сырьем. Пропорции никеля, кобальта и марганца можно регулировать в зависимости от реальной ситуации. Аккумуляторные компании с основными техническими направлениями, такие как Япония и Корея, литий-железо-фосфатные батареи основаны на литий-феррофосфате в качестве отрицательного материала и графите в качестве отрицательного материала, что является основным техническим направлением BYD; Литий-титанатные аккумуляторы можно разделить на два типа. Одним из них является титанат лития в качестве катодного материала, а манганат лития и фосфат лития-железа представляют собой тройные материалы и катодный материал литиевых батарей. Это основное направление Zhuhai Silver в настоящее время. Другой - титанат лития в качестве катода и литий-металлический или литиевый катодный литиевый аккумулятор (это оригинальный продукт, стартер для автомобилей Cat, пожалуйста, укажите передачу).

3. Каковы преимущества тройной литиевой батареи?

Самое большое преимущество тройной литиевой батареи заключается в ее высокой плотности накопления энергии, обычно превышающей 200 Втч/кг, что соответствует 90-120 Втч/кг литий-железофосфата, что больше соответствует потребностям рынка легковых автомобилей в отношении пробега. . Температура разложения материалов тройных литиевых батарей составляет около 200 ℃, что приводит к высвобождению молекул кислорода. В случае высокой температуры и быстрого сгорания, электролитных батарей, а также опасности самовозгорания и взрыва требования к обращению с батареями очень высоки. (OVP) должен состоять из защиты от перезаряда, защиты от разряда (UVP), защиты от перегрева (OTP) и защиты от перегрузки по току (OCP). Таким образом, тройные литиевые батареи используются чистыми электромобилями на китайском рынке до 76%. Однако количество электробусов составляет всего 27,6%, а литий-железофосфатных — 64,9%.

4. Почему Тесла перешла на 2170?

Батареи под номерами 18650 и 2170, используемые Tesla, представляют собой литиевые батареи из тройного сополимера. 18650 — цилиндрическая батарея диаметром 18 мм и длиной 65 мм, а 2170 — цилиндрическая батарея диаметром 21 мм и длиной 70 мм. Поскольку невозможно улучшить плотность энергии и снизить стоимость батареи за счет контроля процесса и сырья, неизбежным выбором становится батарея 2170 большего объема. Ожидается, что модель и ModelX будут заменены после первого использования Model3.

Маск утверждает, что батарея 2170 является самой высокой плотностью энергии и самой дешевой батареей в мире: плотность энергии достигает 300 Втч/кг, что соответствует 233 Втч/кг в 18650. Плотность энергии увеличилась почти в 20 раз. %, но стоимость его аккумуляторной системы составляет 155 долларов/ч, что соответствует 171/18650 Втч, что является ограниченным снижением. Хотя Маску предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем он достигнет цели в 100 долларов за ватт-час, это все же шаг вперед. Следующим шагом должна стать разработка новых материалов для батарей для снижения затрат. Тройная литиевая батарея представляет собой разновидность литиевой батареи, состоящей из терполимера лития, никеля, кобальта, оксида марганца (Li (NiCoMn) O2). В качестве сырья для продукта-предшественника тройного композитного катодного материала используются соли никеля, соли кобальта и соли марганца, а пропорции никеля, кобальта и марганца можно регулировать в соответствии с реальной ситуацией.

Безопасность – главный приоритет

Характеристики тройной литиевой батареи — высокая плотность энергии и высокое напряжение, поэтому аккумуляторная батарея того же веса имеет большую емкость, и автомобиль может двигаться дальше и быстрее. Однако его слабость заключается в плохой стабильности. Если произойдет внутреннее короткое замыкание или положительное вещество попадет в воду, возникнет открытое пламя. Поэтому для защиты обычно используется слой стальной оболочки. Аккумуляторная батарея Tesla состоит из около 7000 аккумуляторов формата 18650. Хотя Tesla обеспечивает всестороннюю защиту аккумуляторной батареи, опасность возгорания при экстремальных столкновениях все же существует.

Это потому, что эти два материала разлагаются при достижении определенной температуры. Тройной литий примерно на 200 ℃ ниже, а литий-железо-фосфат примерно на 800 ℃ ниже. Химическая реакция тройного литиевого материала более интенсивна, в результате чего выделяются молекулы кислорода, а электролит быстро горит при высокой температуре, что приводит к цепной реакции. Короче говоря, тройной литий легче воспламенить, чем фосфат лития-железа. Стоит отметить, что речь идет о материалах, а не о готовых батареях.

Литий-железо-фосфатная батарея гораздо более стабильна. Даже если панель сломается, короткое замыкание не взорвется и не сгорит, а батарея не загорится при высокой температуре 350 ℃ (три литиевые батареи нельзя переносить при 180-250 ℃). Таким образом, с точки зрения безопасности литий-железо-фосфатный аккумулятор лучше.

Поскольку тройные литиевые материалы представляют потенциальную угрозу безопасности, производители также стараются предотвратить несчастные случаи. В соответствии с характеристиками пиролиза тройных литиевых материалов производители будут придавать большое значение защите от перезаряда (OVP), защите от чрезмерного разряда (UVP), защите от перегрева (OTP) и защите от перегрузки по току (OCP). Tesla уверена в безопасности, поскольку у нее есть система управления батареями, которая может лучше управлять ее более активными литиевыми батареями. Конечно, поскольку все больше и больше компаний, производящих аккумуляторы, автомобильные компании и профессиональные компании по управлению аккумуляторами, продолжают развиваться в этой области, все больше и больше компаний также могут добиться превосходного управления аккумуляторами, что значительно повысит безопасность.