Past tezlikli lityum batareyalar juda issiq, lekin siz lityum batareyalarni tushunasizmi?

Lityum batareya nima?

Lityum batareya - bu salbiy elektrod materiali sifatida lityum metall yoki lityum qotishmasidan foydalanadigan va suvsiz elektrolitlar eritmasidan foydalanadigan batareyaning bir turi. Eng qadimiy lityum batareyani buyuk ixtirochi Edison yaratgan. Lityum metalning juda faol kimyoviy xossalari tufayli lityum metalni qayta ishlash, saqlash va ulardan foydalanish juda yuqori ekologik talablarga ega. Shuning uchun lityum batareyalar uzoq vaqtdan beri ishlatilmayapti. Hozirgi kunda lityum akkumulyator asosiy oqimga aylandi, u elektr transport vositalarining yuragi bilan taqqoslanadi.

Lityum batareyalar odatda ikkita toifaga bo'linadi: 1. Lityum metall batareyalar: Lityum metall batareyalar odatda marganets dioksidni musbat elektrod materiali sifatida, lityum metall yoki uning qotishma metallini salbiy elektrod materiali sifatida ishlatadi va suvsiz elektrolit eritmasidan foydalanadi. 2. Lityum-ionli batareyalar: Lityum-ionli batareyalar odatda ijobiy elektrod materiali sifatida lityum qotishma metall oksididan, salbiy elektrod materiali sifatida grafitdan va suvsiz elektrolitdan foydalanadi.

Lityum metall batareyalarning energiya zichligi yuqori bo'lishiga qaramay, nazariy jihatdan u 3860 vatt / kg ga etishi mumkin. Biroq, uning barqarorligi etarli emasligi va zaryadlash imkoniyati yo'qligi sababli, uni qayta ishlatish uchun quvvat batareyasi sifatida ishlatish mumkin emas. Lityum-ionli batareyani zaryad qilish qobiliyati tufayli asosiy quvvat batareyasi sifatida ishlab chiqilgan. Biroq, turli xil elementlarning kombinatsiyasi tufayli, ijobiy elektrod materialining tarkibi turli jihatlarda katta farqlarga ega, bu esa sohadagi ijobiy elektrod materialining yo'nalishi bo'yicha tortishuvlarning kuchayishiga olib keldi.

Odatda, biz eng ko'p gapiradigan quvvat batareyalari asosan lityum temir fosfat batareyalari, lityum marganets oksidi batareyalari, lityum kobalt oksidi batareyalari va uchlamchi lityum batareyalar (uchlik nikel kobalt marganets).

Yuqoridagi turdagi batareyalar o'zlarining afzalliklari va kamchiliklariga ega, ular taxminan quyidagicha umumlashtirilishi mumkin:

Uchlamchi lityum:

Afzalliklari: yuqori energiya zichligi, yuqori kran zichligi.

Kamchiliklari: xavfsizlikning pastligi, yuqori haroratga chidamliligi, hayotning yomonligi, yuqori quvvatli zaryadsizlanish va toksik elementlar (uch lityum batareyalarni yuqori quvvatli zaryadlash va zaryadsizlantirishdan keyin harorat keskin ko'tariladi va yuqori haroratdan keyin kislorod chiqishi juda oson kuyish).

Lityum temir fosfat:

Afzalliklari: uzoq umr, yuqori zaryad va tushirish tezligi, yaxshi xavfsizlik, yuqori harorat ko'rsatkichlari, zararsiz elementlar, arzon narx.

Kamchiliklari: past energiya zichligi, past kran zichligi (ommaviy zichlik).

Lityum marganets oksidi:

Afzalliklari: kranning yuqori zichligi va arzonligi.

Kamchiliklari: yuqori haroratga chidamliligi past, litiy marganat uzoq vaqt ishlatilgandan keyin harorat keskin ko'tariladi va batareyaning ishlash muddati jiddiy ravishda susayadi (masalan, LEAF Nissan elektr avtomobili).

Lityum kobalt oksidi: odatda 3C mahsulotlarida ishlatiladi, xavfsizligi juda past va quvvat batareyalariga mos kelmaydi.

Endi past tezlikda ishlaydigan elektr transport vositalari sanoati lityum batareyalar modellarida paydo bo'ldi, asosan, ikki turdagi lityum temir fosfat va uchlamchi lityumdan foydalanilgan, shuning uchun bugun biz uch turdagi lityum va lityum temir fosfat batareyalarga e'tibor qaratamiz.

　01

Lityum temir fosfat batareyasi: etuk, ammo etarli emas

Lityum temir fosfat elektrod materiali hozirda lityum-ionli batareyalar uchun eng xavfsiz katod material hisoblanadi. Bundan tashqari, uning tsikl muddati 2000 martadan oshishi mumkin. U standart quvvat olish uchun ishlatilishi mumkin (5 soatlik stavka) va 2000 tsiklga yetishi mumkin. Bundan tashqari, etuk sanoat tufayli Va narx texnologiyasi chegarasi va texnologiyaning pasayishi, ko'plab ishlab chiqaruvchilar turli xil omillar uchun lityum temir fosfat batareyalarini qabul qilishadi. Aytish mumkinki, yangi energiya vositalarining ko'tarilishi lityum temir fosfat batareyalari bilan ajralmas aloqaga ega.

Biroq, lityum temir fosfat batareyalari o'lik darajada kamchilikka ega, ya'ni past harorat ko'rsatkichlari past, hatto nano o'lchamdagi va uglerod bilan qoplangan bo'lsa ham, bu muammo hal qilinmagan. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, quvvati 3500mAh bo'lgan batareyani -10 ° C muhitda ishlasa, 100 dan kam zaryad-razryad tsiklidan so'ng, quvvat keskin ravishda 500 mAh gacha pasayadi, bu esa asosan yo'q qilinadi. Bu&39-sonli mamlakatimizning ulkan hududi va qishda haqiqatan ham pastroq harorat bo'lgan keng qamrovli milliy sharoit uchun yaxshi narsa emas.

Bundan tashqari, materialni tayyorlash va batareyani ishlab chiqarish xarajatlari nisbatan yuqori, batareyaning quvvati past va barqarorligi yomon. Bu, shuningdek, ko'plab toza elektr transport vositalarining nominal qiymatiga erisha olmasliklarining muhim sababidir. Shu sababli, ko'plab mahalliy yangi energiya vositalari (sof elektr yoki gibrid elektr bo'lsin) yoki nisbatan arzon yangi energiya vositalari turli sabablarga ko'ra lityum temir fosfat batareyalarini tanlaydilar. Aytish mumkinki, lityum temir fosfat batareyalaridan foydalanish yangi energiya vositalarini ommaviy ishlab chiqarish va ilgari surish uchun o'chmas poydevorga ega.

　02

Uchinchi polimer lityum batareyasi: notinch kelajak

Uchinchi polimer lityum batareyasi katot moddasi sifatida lityum nikel kobalt marganat (Li (NiCoMn) O2) ishlatadigan lityum batareyani anglatadi. Uchinchi kompozit katot materialining oldingi mahsuloti nikel tuzi, kobalt tuzi va marganets tuzidir. Xom ashyo sifatida nikel, kobalt va marganetsning nisbati haqiqiy ehtiyojlarga qarab sozlanishi mumkin. Uchinchi lityum batareyalar ko'proq energiya zichligiga ega, ammo ularning xavfsizligi ko'pincha shubha ostiga olinadi.

Buning sababi shundaki, bu ikki material ma'lum bir haroratga yetganda parchalanishiga qaramay, uchlamchi lityum moddasi 200 darajadan pastroq parchalanadi, lityum temir fosfat moddasi esa 800 darajaga teng. Uchlamchi lityum moddasining kimyoviy reaktsiyasi yanada kuchliroq bo'lib, u kislorod molekulalarini chiqaradi va elektrolit yuqori harorat ta'sirida tez yonib, zanjir reaktsiyasini keltirib chiqaradi. Oddiy qilib aytganda, uchlamchi lityum materiallar lityum temir fosfat materiallariga qaraganda ko'proq yonib ketishi mumkin. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, biz tayyor mahsulotga aylangan batareyalar haqida emas, balki materiallar haqida gapiramiz.

Uchinchi lityum materiallarning potentsial xavfsizligi uchun ishlab chiqaruvchilar ham baxtsiz hodisalarning oldini olish uchun astoydil harakat qilishmoqda. Uchlamchi lityum materiallarning oson piroliz xususiyatlariga ko'ra, ishlab chiqaruvchilar haddan tashqari zaryaddan (OVP), zaryadsizlanishdan (UVP), ortiqcha haroratdan (OTP) va oqimdan himoya qilishga (OCP) qarshi juda ko'p ishlarni bajaradilar. harakat. Shuning uchun o'z-o'zidan yonish hodisasi, ishlab chiqaruvchi&# 39 ning ushbu havolalardagi funktsiyalari, shunchaki bo'g'ilish sababli ovqatdan voz kechish o'rniga, mavjudligini ko'rib chiqishi kerak.

Xo'sh, ushbu ikkita batareyaning hozirgi ishlatilishi qanday?' ma'lumotlarning to'plamiga e'tibor qaratsin. O'tgan yilning noyabr oyida lityum temir fosfat batareyalari bilan ishlaydigan elektr avtobuslarining o'rnatilgan quvvati 64,9 foizni, uchlamchi lityum batareyalarning o'rnatilgan quvvati esa atigi 27,6 foizni tashkil etdi. Aksincha, sof elektr yo'lovchi avtoulovlari bozorida o'tgan yil noyabr oyida uch lityum batareyalarning o'rnatilgan quvvati 76 foizdan oshdi.

Nazariy jihatdan bizga kerak bo'lgan akkumulyator yuqori energiya zichligi, yuqori hajmli zichlik, yaxshi xavfsizlik, yuqori harorat va past haroratga chidamlilik, uzoq umr ko'rish, toksik bo'lmagan va zararsiz, yuqori quvvatli zaryadlash va zaryadlash, barcha afzalliklarni va past darajani birlashtirishi kerak. xarajat. Ammo hozirda bunday batareya yo'q, shuning uchun har xil turdagi batareyalarning afzalliklari va kamchiliklari o'rtasida o'zaro kelishuv mavjud. Bundan tashqari, turli xil elektr transport vositalarining akkumulyatorlarga bo'lgan talablari har xil, shuning uchun qaysi akkumulyator ko'proq mos kelishi sizning tanlovingizga bog'liq!