Miért változott a Tesla 2170-re? Mik a háromkomponensű lítium akkumulátor előnyei?

Az 18650-es akkumulátor a Tesla legendája volt. Most, a Model 3 sorozatgyártásával az 18650-es akkumulátor történelmi küldetése a végéhez közeledik. Minden Tesla modell cserélheti a 21700 lítium akkumulátort. Mi az oka ennek?

1. Összetétel és osztályozás?

A lítium akkumulátor azt jelenti, hogy az elektrokémiai rendszer lítium akkumulátort tartalmaz, amely nagyjából lítium akkumulátorra és lítium akkumulátorra osztható. Kereskedelmi jellege miatt, hogy nem tartalmaz fémes lítiumot és újratölthető, a lítium akkumulátor hengeres és négyzet alakúra osztható, és főként négy részből áll: pozitív elektróda anyaga, negatív elektród anyaga, elektrolit és membrán anyaga (ez a cikk eredeti, kérjük, adja meg, ha reprodukálják).

A lítium akkumulátorokban használt különböző anódanyagok és anódanyagok különböző típusú akkumulátorokra oszthatók. Például az általánosan használt anódanyagok közé tartozik a lítium-kobalát, lítium-manganát, nikkel, lítium-vas-foszfát és háromkomponensű anyagok. Az általánosan használt anódanyagok közé tartoznak a grafit szén anyagok, ón alapú anyagok, szilícium anyagok és titán alapú anyagok. Közülük a lítium-kobalát a lítium akkumulátorok anódanyagainak többsége.

2. Mi a lítium akkumulátor műszaki iránya?

Tri-kobalt-mangánnak is nevezik, ami azt jelenti, hogy három anyag a nikkel, a kobalt és a mangán pozitív anyag, a grafit az akkumulátor pozitív anyaga, és ennek nikkelsója, kobaltsója és mangánsója nyersanyag. A nikkel, a kobalt és a mangán aránya az aktuális helyzetnek megfelelően módosítható. A fő műszaki irányokkal rendelkező akkumulátorgyártó cégek, mint például Japán és Korea, a lítium-vas-foszfát akkumulátor negatív anyagként lítium-vas-foszfáton, negatív anyagként pedig grafiton alapul, amely a BYD fő műszaki iránya; A lítium-titanát akkumulátorok két típusra oszthatók. Az egyik a lítium-titanát katódanyagként, míg a lítium-manganát és a lítium-vas-foszfát háromkomponensű anyagok és a lítiumelemek katódanyaga. Jelenleg ez a Zhuhai Silver fő iránya. A másik a lítium-titanát katódként, és lítium-fém vagy lítiumötvözet katód lítium akkumulátor (ez eredeti termék, macskaautó indító, kérjük adja meg az átvitelt).

3. Milyen előnyei vannak a háromkomponensű lítium akkumulátornak?

A háromkomponensű lítium akkumulátor legnagyobb előnye a nagy, általában 200WH/kg feletti energiatároló sűrűségben rejlik, valamint a 90-120Wh/kg lítium-vas-foszfáthoz kapcsolódik, ami jobban megfelel a személygépkocsi-piac futásteljesítmény-igényének. . A háromkomponensű lítium akkumulátorok bomlási hőmérséklete körülbelül 200 ℃, ami oxigénmolekulákat szabadít fel. Magas hőmérséklet és gyors égés, elektrolit akkumulátorok, valamint spontán égés és robbanásveszély esetén az akkumulátorok kezelési követelményei nagyon magasak. (OVP) a túltöltés elleni védelemből, a kisülés elleni védelemből (UVP), a túlmelegedés elleni védelemből (OTP) és a túláramvédelemből (OCP) kell, hogy álljon. Ezért a háromkomponensű lítium akkumulátorokat a tisztán elektromos járművek a kínai piacon 76%-ig használják. Az elektromos buszok száma azonban csak 27,6%, míg a lítium-vas-foszfáté 64,9%.

4. Miért váltott a Tesla 2170-re?

A Tesla által használt 18650 és 2170 számú akkumulátor hármas kopolimer lítium akkumulátorok. Az 18650 egy 18 mm átmérőjű és 65 mm hosszú hengeres akkumulátor, a 2170 pedig egy 21 mm átmérőjű és 70 mm hosszúságú hengeres akkumulátor. Mivel folyamatszabályozással és nyersanyaggal lehetetlen az energiasűrűséget javítani és az akkumulátor költségét csökkenteni, a nagyobb térfogatú 2170-es akkumulátor elkerülhetetlen választássá válik. A modellt és a ModelX-et a Model3 első használata után várhatóan lecserélik.

Musk azt állítja, hogy a 2170-es akkumulátor a legnagyobb energiasűrűségű és legolcsóbb akkumulátor a világon, energiasűrűsége akár 300 WH/kg is lehet, ami az 18650-es 233 WH/kg-hoz kapcsolódik. Az energiasűrűség közel 20-zal nőtt. %-os, de akkumulátorrendszerének költsége 155 dollár/WH, ami 171/18650 WH-hoz kapcsolódik, ami korlátozott csökkenés. Bár még hosszú utat kell megtenni ahhoz, hogy Musk elérje a wattóránkénti 100 dolláros célt, ez még mindig előrelépés. A következő lépés az új akkumulátor-anyagok innovációja a költségek csökkentése érdekében. A háromkomponensű lítium akkumulátor egyfajta lítium akkumulátor, amely lítium-nikkel-kobalt-mangán-oxid (Li (NiCoMn) O2) terpolimerből áll. A háromkomponensű kompozit katód anyag prekurzor terméke nikkelsót, kobaltsót és mangánsót vesz fel alapanyagként, a nikkel, kobalt és mangán aránya pedig az aktuális helyzethez igazítható.

A biztonság a legfontosabb

A háromkomponensű lítium akkumulátor jellemzői a nagy energiasűrűség és a magas feszültség, így az azonos tömegű akkumulátorcsomag nagyobb kapacitással rendelkezik, és az autó messzebbre és gyorsabban tud menni. Gyengesége azonban a gyenge stabilitásban rejlik. Ha belső rövidzárlat van, vagy a pozitív anyag vízzel találkozik, nyílt láng keletkezik. Ezért általában egy acélhéjréteget használnak védelemként. A Tesla akkumulátorcsomagja körülbelül 7000 darab 18650-es akkumulátorból áll. Bár a Tesla teljeskörű védelmet biztosít az akkumulátorcsomag számára, a szélsőséges ütközés esetén továbbra is fennáll a tűzveszély.

Ennek az az oka, hogy ez a két anyag egy bizonyos hőmérséklet elérésekor lebomlik. A háromkomponensű lítium körülbelül 200 °C-kal, a lítium-vas-foszfát pedig körülbelül 800 °C-kal alacsonyabb. A háromkomponensű lítium anyag kémiai reakciója intenzívebb, ami oxigénmolekulákat szabadít fel, és az elektrolit gyorsan ég magas hőmérsékleten, ami láncreakcióhoz vezet. Röviden: a háromkomponensű lítium könnyebben meggyújtható, mint a lítium-vas-foszfát. Érdemes megjegyezni, hogy anyagokról beszélünk, nem kész akkumulátorokról.

A lítium-vas-foszfát akkumulátor sokkal stabilabb. Még ha a panel elromlik is, a rövidzárlat nem fog felrobbanni és megégni, és az akkumulátor nem gyullad meg magas, 350 ℃-os hőmérsékleten (három lítium elem nem szállítható 180-250 ℃-on). Ezért a biztonsági teljesítmény szempontjából a lítium-vas-foszfát akkumulátor jobb.

Mivel a háromkomponensű lítium anyagok potenciális biztonsági kockázatokkal járnak, a gyártók a baleseteket is igyekeznek megelőzni. A háromkomponensű lítium anyagok pirolízis jellemzői szerint a gyártók nagy jelentőséget tulajdonítanak a túltöltés elleni védelemnek (OVP), a túltöltés elleni védelemnek (UVP), a túlmelegedés elleni védelemnek (OTP) és a túláramvédelemnek (OCP). A Tesla bízik a biztonságban, mert olyan akkumulátorkezelő rendszerrel rendelkezik, amely jobban tudja kezelni az aktívabb lítium akkumulátorokat. Természetesen, ahogy egyre több akkumulátorgyártó cég, autógyártó cég és professzionális akkumulátorkezelő cég fejlődik tovább ezen a területen, egyre több cég érhet el kiváló akkumulátorkezelést is, ami nagymértékben javítja a biztonságot.