Bakit binago ang Tesla sa 2170? Ano ang mga pakinabang ng ternary lithium battery

Ang 18650 na baterya ay isang alamat ng Tesla. Ngayon, sa mass production ng Model 3, matatapos na ang makasaysayang misyon ng 18650 na baterya. Maaaring palitan ng lahat ng modelo ng Tesla ang 21700 lithium na baterya. Ano ang dahilan sa likod nito?

1. Komposisyon at pag-uuri?

Ang Lithium na baterya ay nangangahulugan na ang electrochemical system ay naglalaman ng lithium na baterya, na maaaring halos nahahati sa lithium na baterya at lithium na baterya. Dahil sa komersyal na katangian nito na hindi naglalaman ng metallic lithium at pagiging rechargeable, ang baterya ng lithium ay maaaring nahahati sa cylindrical at square sa hitsura, at ito ay pangunahing binubuo ng apat na bahagi: positibong electrode material, negatibong electrode material, electrolyte at diaphragm material (artikulong ito. ay isang orihinal, mangyaring tukuyin kung ito ay muling ginawa).

Ang iba't ibang mga anode na materyales at anode na materyales na ginagamit sa mga baterya ng lithium ay maaaring nahahati sa iba't ibang uri ng mga baterya. Halimbawa, ang mga karaniwang ginagamit na materyales ng anode ay kinabibilangan ng lithium cobalate, lithium manganate, nickel, lithium iron phosphate at ternary materials. Ang mga karaniwang ginagamit na materyales sa anode ay kinabibilangan ng mga materyales na graphite carbon, mga materyales na batay sa lata, mga materyales na silikon at mga materyales na batay sa titanium. Kabilang sa mga ito, ang lithium cobalate ay ang karamihan ng mga anode na materyales para sa mga baterya ng lithium.

2. Ano ang teknikal na direksyon ng baterya ng lithium?

Tinatawag din itong tri cobalt manganese, na nangangahulugan na ang tatlong materyales ng nickel, cobalt at manganese ay mga positibong materyales, ang grapayt ay positibong materyal ng baterya, at ang nickel salt, cobalt salt at manganese salt nito ay mga hilaw na materyales. Ang proporsyon ng nickel, cobalt at manganese ay maaaring iakma ayon sa aktwal na sitwasyon. Ang mga kumpanya ng baterya na may pangunahing teknikal na direksyon, tulad ng Japan at Korea, ang lithium iron phosphate na baterya ay batay sa lithium ferrous phosphate bilang negatibong materyal, at grapayt bilang negatibong materyal, na siyang pangunahing teknikal na direksyon ng BYD; Ang mga baterya ng Lithium titanate ay maaaring nahahati sa dalawang uri. Ang isa ay lithium titanate bilang cathode material, habang ang lithium manganate at lithium iron phosphate ay mga ternary material at ang cathode material ng lithium batteries. Ito ang pangunahing direksyon ng Zhuhai Silver sa kasalukuyan. Ang isa pa ay lithium titanate bilang cathode, at lithium metal o lithium alloy cathode lithium battery (ito ay isang orihinal na produkto, cat car starter, mangyaring tukuyin ang paglipat).

3. Ano ang mga pakinabang ng ternary lithium na baterya?

Ang pinakamalaking bentahe ng ternary lithium na baterya ay nakasalalay sa mataas na density ng imbakan ng enerhiya nito, kadalasang higit sa 200WH/kg, at nauugnay sa 90-120Wh/kg ng lithium iron phosphate, na mas angkop para sa demand ng pampasaherong sasakyan para sa mileage. . Ang temperatura ng agnas ng mga materyales ng baterya ng ternary lithium ay humigit-kumulang 200 ℃, na maglalabas ng mga molekula ng oxygen. Sa kaso ng mataas na temperatura at mabilis na pagkasunog, mga electrolyte na baterya at kusang pagkasunog at mga panganib sa pagsabog, ang mga kinakailangan sa pamamahala para sa mga baterya ay napakataas. (OVP) ay dapat na binubuo ng overcharge protection, discharge protection (UVP), over temperature protection (OTP) at over-current protection (OCP). Samakatuwid, ang mga ternary lithium na baterya ay ginagamit ng mga purong de-koryenteng sasakyan sa merkado ng China hanggang sa 76%. Gayunpaman, ang bilang ng mga electric bus ay 27.6% lamang, habang ang lithium iron phosphate ay 64.9%.

4. Bakit lumipat si Tesla sa 2170?

Ang numero ng baterya na 18650 at 2170 na ginamit ng Tesla ay mga ternary copolymer lithium na baterya. Ang 18650 ay isang cylindrical na baterya na may diameter na 18mm at isang haba na 65mm, at ang 2170 ay isang cylindrical na baterya na may diameter na 21mm at isang haba na 70mm. Dahil imposibleng mapabuti ang density ng enerhiya at bawasan ang gastos ng baterya sa pamamagitan ng kontrol sa proseso at hilaw na materyal, ang 2170 na baterya na may mas malaking volume ay nagiging isang hindi maiiwasang pagpili. Ang modelo at ModelX ay inaasahang mapapalitan pagkatapos ng unang paggamit ng Model3.

Sinasabi ng Musk na ang baterya sa 2170 ay ang pinakamataas na density ng enerhiya at pinakamurang baterya sa mundo, na may density ng enerhiya na hanggang 300 WH/kg, na nauugnay sa 233 WH/kg noong 18650. Tumaas ang density ng enerhiya ng halos 20 %, ngunit ang halaga ng sistema ng baterya nito ay 155 dollars/WH, na nauugnay sa 171/18650 WH, na isang limitadong pagbawas. Bagama't may mahabang paraan pa bago maabot ng Musk ang layunin na $100 kada watt hour, ito ay isang hakbang pa rin. Ang susunod na hakbang ay dapat na magpabago ng mga bagong materyales ng baterya upang mabawasan ang mga gastos. Ang Ternary lithium battery ay isang uri ng lithium battery na binubuo ng lithium nickel cobalt manganese oxide (Li (NiCoMn) O2) terpolymer. Ang precursor product ng ternary composite cathode material ay kumukuha ng nickel salt, cobalt salt at manganese salt bilang hilaw na materyales, at ang proporsyon ng nickel, cobalt at manganese ay maaaring iakma ayon sa aktwal na sitwasyon.

Ang kaligtasan ang pangunahing priyoridad

Ang mga katangian ng ternary lithium na baterya ay mataas na density ng enerhiya at mataas na boltahe, kaya ang pack ng baterya na may parehong timbang ay may mas malaking kapasidad, at ang kotse ay maaaring pumunta nang mas malayo at mas mabilis. Gayunpaman, ang kahinaan nito ay nakasalalay sa mahinang katatagan nito. Kung mayroong panloob na short circuit o ang positibong sangkap ay nakatagpo ng tubig, magkakaroon ng bukas na apoy. Samakatuwid, ang isang layer ng bakal na shell ay karaniwang ginagamit para sa proteksyon. Ang pack ng baterya ng Tesla ay binubuo ng mga 7000 18650 na baterya. Bagama't nagbibigay ang Tesla ng all-round na proteksyon para sa battery pack, mayroon pa ring panganib sa sunog sa matinding aksidente sa banggaan.

Ito ay dahil ang dalawang materyales na ito ay mabubulok kapag umabot sila sa isang tiyak na temperatura. Ang Lithium ternary ay humigit-kumulang 200 ℃ na mas mababa at ang lithium iron phosphate ay humigit-kumulang 800 ℃ na mas mababa. Ang kemikal na reaksyon ng ternary lithium na materyal ay mas matindi, na maglalabas ng mga molekula ng oxygen, at ang electrolyte ay mabilis na masusunog sa mataas na temperatura, na humahantong sa chain reaction. Sa madaling salita, ang lithium ternary ay mas madaling mag-apoy kaysa sa lithium iron phosphate. Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna na pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga materyales, hindi handa na mga baterya.

Ang baterya ng lithium iron phosphate ay mas matatag. Kahit na ang panel ay nasira, ang short circuit ay hindi sasabog at masusunog, at ang baterya ay hindi masusunog sa ilalim ng mataas na temperatura na 350 ℃ (tatlong lithium batteries ay hindi maaaring dalhin sa 180-250 ℃). Samakatuwid, sa mga tuntunin ng pagganap ng kaligtasan, ang baterya ng lithium iron phosphate ay mas mahusay.

Dahil ang mga ternary lithium na materyales ay may mga potensyal na panganib sa kaligtasan, sinusubukan din ng mga tagagawa na maiwasan ang mga aksidente. Ayon sa mga katangian ng pyrolysis ng ternary lithium na materyales, ilalagay ng mga tagagawa ang malaking kahalagahan sa overcharge protection (OVP), over discharge protection (UVP), over temperature protection (OTP) at over current protection (OCP). Kumpiyansa ang Tesla sa kaligtasan dahil mayroon itong sistema ng pamamahala ng baterya na mas mapapamahalaan ang mas aktibong mga bateryang lithium nito. Siyempre, habang parami nang parami ang mga kumpanya ng baterya, mga kumpanya ng sasakyan at mga propesyonal na kumpanya ng pamamahala ng baterya sa larangang ito, parami nang parami ang mga kumpanyang makakamit din ng mahusay na pamamahala ng baterya, na lubos na magpapahusay sa kaligtasan.