低速リチウム電池はとても熱いですが、リチウム電池を本当に理解していますか?

リチウム電池とは何ですか?

リチウム電池は、リチウム金属やリチウム合金を負極材料として使用し、非水電解質溶液を使用する電池の一種です。最も初期のリチウム電池は、偉大な発明家エズソンから来ました。リチウム金属の非常に活性な化学的特性のために、リチウム金属の処理、貯蔵および使用は非常に高い環境要件を有する。そのため、リチウム電池は長い間使用されていなかった。現在では、リチウム電池が主流となっており、電気自動車の心臓部と比較されています。

リチウム電池は一般に、リチウム金属電池の2つのカテゴリーに分かれています:リチウム金属電池は、一般に正極材料として二酸化マンガンを使用し、リチウム金属またはその合金金属を負極材料として使用し、非水電解質溶液を使用します。リチウムイオン電池:リチウムイオン電池は、一般に正極材料としてリチウム合金金属酸化物、負極材料として黒鉛、非水電解質を使用します。

リチウム金属電池のエネルギー密度は高いが、理論的には3860ワット/kgに達することができる。ただし、安定性が不十分で充電ができないため、繰り返し使用する電源バッテリーとしては使用できません。リチウムイオン電池は、充電能力により主電源電池として開発されました。しかし、異なる元素の組み合わせのため、正極材料の組成は様々な側面に大きな違いがあり、業界における正極材料の経路に関する論争が高まっている。

通常、私たちが最も話す電源電池は、主にリン酸鉄リチウム電池、リチウムマンガン酸化物電池、コバルト酸リチウム電池、三元リチウム電池(三元ニッケルコバルトマンガン)です。

上記のタイプの電池には長所と短所があり、大まかに次のように要約できます。

三リチウム:

利点:高エネルギー密度、高いタップ密度。

欠点:安全性の悪さ、耐熱性の悪さ、低寿命、高電力放電、毒性元素(高電力充電後、三電池の放電後に急激に温度が上昇し、高温後の酸素放出は非常に燃焼しやすい)。

リン酸鉄リチウム:

利点:長寿命、高い充放電率、良好な安全性、良好な高温性能、無害な要素、低コスト。

欠点:低エネルギー密度、低タップ密度(かさ密度)。

酸化マンガンリチウム:

利点:高いタップ密度と低コスト。

欠点:高温性の低さ、マンガンリチウムの長期使用後に温度が急激に上昇し、バッテリー寿命が深刻に減衰する(日産電気自動車LEAFなど)。

コバルト酸リチウム: 通常、3C 製品で使用され、安全性が非常に低く、電源電池には適していません。

現在、低速電気自動車業界は、主に2種類のリン酸鉄と三元リチウムを使用したリチウム電池モデルに登場しており、本日は2種類の三級リチウムとリン酸鉄リチウムの2種類に焦点を当てます。

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リン酸鉄リチウム電池:成熟したが十分ではない

リン酸鉄電極材料は現在、リチウムイオン電池の最も安全な陰極材料です。さらに、そのサイクル寿命は2000倍以上に達することができます。標準充電(5時間レート)に使用でき、2000サイクルに達することができます。また、成熟した産業、価格技術の閾値と技術の低下により、多くのメーカーが様々な要因にリン酸鉄リチウム電池を採用する予定です。新エネルギー車の台頭は、リン酸鉄リチウム電池と切っても切れない関係にあると言えます。

しかしながら、リン酸鉄リチウム電池は致命的な欠点、すなわち低温性能が悪く、ナノサイズでカーボンコートされていても、この問題は解決されていない。3500mAhの容量を持つバッテリーが-10°Cの環境で動作した場合、100回の充放電サイクルを経て、電力は500mAhまで急激に減衰し、基本的に廃棄されます。これは確かに私たちの国の広大な領土と冬に確かにより低い気温がある包括的な国家条件のための良いことではありません。

また、材料製造や電池製造のコストは比較的高く、電池収率が低く、一貫性が悪い。これは、多くの純粋な電気自動車が名目上の価値に達することができない重要な理由でもあります。そのため、国内の新エネルギー車(純電気車、ハイブリッド車)、あるいは比較的安価な新エネルギー車の多くが、さまざまな理由でリン酸鉄リチウム電池を選択することがわかります。リン酸鉄リチウム電池の使用は、新エネルギー車の量産・普及のための消えない基盤を持っていると言えます。

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三重ポリマーリチウム電池:落ち着きのない未来

三重ポリマーリチウム電池は、リチウムニッケルコバルトマンガン(Li(NiCoMn)O2)をカソード材料として使用するリチウム電池をいう。三種複合カソード材料の前駆体生成物は、ニッケル塩、コバルト塩、マンガン塩である。原材料として、ニッケル、コバルト、マンガンの中の比率は実際のニーズに応じて調整することができます。三次リチウム電池はエネルギー密度が高いが、安全性が問われることが多い。

その理由は、この2つの材料が一定の温度に達すると分解するが、三元リチウム材料は200度以下で分解し、リン酸鉄鉄の材料は約800度になるからである。そして、三級リチウム材料の化学反応はより激しく、酸素分子を放出し、電解質は高温の作用で急速に燃焼し、連鎖反応を引き起こす。簡単に言えば、三級リチウム材料はリン酸鉄リチウムより火災を引き起こす可能性が高い。しかし、我々は完成品になった電池ではなく、材料について話していることに留意すべきです。

三級リチウム材料の安全上の危険が生じる可能性があるため、メーカーは事故防止にも力を入れている。三級リチウム材料の容易な熱分解特性によれば、製造業者は過充電保護(OVP)、過放電保護(UVP)、過温度保護(OTP)、および過電流保護(OCP)を多く行う。努力。したがって、自発的な燃焼事件は、単に窒息のために食べ物をあきらめるのではなく、これらのリンクのメーカーの機能が整っているかどうかを考慮する必要があります。

それでは、これら2つの電池の現在の使用法は何ですか?一連のデータに焦点を当てましょう。昨年11月には、リン酸鉄リチウム電池を搭載した電動バスの搭載容量は64.9%を占め、三リチウム電池の搭載容量はわずか27.6%でした。それどころか、純電気自動車市場では、昨年11月の3次リチウム電池の搭載容量は76%を超えました。

理論的には、私たちが必要とするバッテリーは、高エネルギー密度、高い体積密度、良好な安全性、高温と低温耐性、長いサイクル寿命、無毒で無害な、高電力充電と放電、およびすべての利点と低コストを統合する必要があります。しかし、現在のところそのような電池は存在しませんので、異なるタイプの電池の長所と短所の間にはトレードオフがあります。さらに、異なる電気自動車は、電池のための異なる要件を持っているので、どのバッテリーがより適しているかは、あなた自身の選択に依存します!