Hvorfor ændres Tesla til 2170? Hvad er fordelene ved et ternært lithiumbatteri

18650 batteri var en legende om Tesla. Nu, med masseproduktionen af ​​Model 3, er den historiske mission for 18650 batteri ved at være slut. Alle Tesla-modeller kan erstatte 21700 lithium-batteriet. Hvad er årsagen bag dette?

1. Sammensætning og klassificering?

Lithium batteri betyder, at det elektrokemiske system indeholder lithium batteri, som groft kan opdeles i lithium batteri og lithium batteri. På grund af dets kommercielle karakter, der ikke indeholder metallisk lithium og er genopladeligt, kan lithiumbatteriet opdeles i cylindrisk og kvadratisk udseende, og det består hovedsageligt af fire dele: positivt elektrodemateriale, negativt elektrodemateriale, elektrolyt- og membranmateriale (denne artikel er en original, angiv venligst om den er gengivet).

Forskellige anodematerialer og anodematerialer, der anvendes i lithiumbatterier, kan opdeles i forskellige typer batterier. For eksempel omfatter de almindeligt anvendte anodematerialer lithiumcobalat, lithiummanganat, nikkel, lithiumjernphosphat og ternære materialer. De almindeligt anvendte anodematerialer omfatter grafitkulstofmaterialer, tinbaserede materialer, siliciummaterialer og titaniumbaserede materialer. Blandt dem er lithiumcobalat størstedelen af ​​anodematerialerne til lithiumbatterier.

2. Hvad er den tekniske retning af lithiumbatteri?

Det kaldes også tri cobalt mangan, hvilket betyder, at tre materialer af nikkel, cobalt og mangan er positive materialer, grafit er positivt materiale i batteriet, og dets nikkelsalt, koboltsalt og mangansalt er råmaterialer. Andelen af ​​nikkel, kobolt og mangan kan justeres efter den aktuelle situation. Batterifirmaer med de vigtigste tekniske retninger, såsom Japan og Korea, lithiumjernfosfatbatteri er baseret på lithiumjernfosfat som negativt materiale og grafit som negativt materiale, hvilket er BYDs vigtigste tekniske retning; Lithium titanat batterier kan opdeles i to typer. Den ene er lithiumtitanat som katodemateriale, mens lithiummanganat og lithiumjernfosfat er ternære materialer og katodematerialet i lithiumbatterier. Dette er hovedretningen for Zhuhai Silver i øjeblikket. Den anden er lithiumtitanat som katode og lithiummetal eller lithiumlegering katode lithiumbatteri (dette er et originalt produkt, kattebilstarter, angiv venligst overførslen).

3. Hvad er fordelene ved det ternære lithiumbatteri?

Den største fordel ved det ternære lithiumbatteri ligger i dets høje energilagringstæthed, normalt over 200WH/kg, og relateret til 90-120Wh/kg af lithiumjernfosfat, som er mere velegnet til efterspørgslen på personbilsmarkedet for kilometertal. . Nedbrydningstemperaturen for ternære lithiumbatterimaterialer er omkring 200 ℃, hvilket vil frigive iltmolekyler. Ved høj temperatur og hurtig forbrænding, elektrolytbatterier og spontan forbrænding og eksplosionsfare er styringskravene til batterier meget høje. (OVP) bør bestå af overopladningsbeskyttelse, udladningsbeskyttelse (UVP), overtemperaturbeskyttelse (OTP) og overstrømsbeskyttelse (OCP). Derfor bruges ternære lithium-batterier af rene elektriske køretøjer på det kinesiske marked op til 76%. Antallet af elbusser er dog kun 27,6 %, mens lithiumjernfosfat er 64,9 %.

4. Hvorfor skiftede Tesla til 2170?

Batterinummeret 18650 og 2170 brugt af Tesla er ternære copolymer lithiumbatterier. 18650 er et cylindrisk batteri med en diameter på 18 mm og en længde på 65 mm, og 2170 er et cylindrisk batteri med en diameter på 21 mm og en længde på 70 mm. Da det er umuligt at forbedre energitætheden og reducere batteriomkostningerne gennem processtyring og råmateriale, bliver 2170-batteriet med større volumen et uundgåeligt valg. Modellen og ModelX forventes at blive udskiftet efter den første brug af Model3.

Musk hævder, at batteriet i 2170 er den højeste energitæthed og billigste batteri i verden med en energitæthed på op til 300 WH/kg, hvilket er relateret til 233 WH/kg i 18650. Energitætheden er steget med næsten 20 %, men prisen på dets batterisystem er 155 dollars/WH, hvilket er relateret til 171/18650 WH, hvilket er en begrænset reduktion. Selvom der stadig er lang vej igen, før Musk når målet på $100 per watttime, er det stadig et skridt fremad. Det næste skridt bør være at innovere nye batterimaterialer for at reducere omkostningerne. Ternært lithiumbatteri er en slags lithiumbatteri sammensat af lithium-nikkel-kobolt-manganoxid (Li (NiCoMn) O2) terpolymer. Forstadiet af ternært sammensat katodemateriale tager nikkelsalt, koboltsalt og mangansalt som råmaterialer, og andelen af ​​nikkel, kobolt og mangan kan justeres i henhold til den faktiske situation.

Sikkerhed er topprioritet

Det ternære lithiumbatteris egenskaber er høj energitæthed og høj spænding, så batteripakken med samme vægt har større kapacitet, og bilen kan køre længere og hurtigere. Dens svaghed ligger dog i dens ringe stabilitet. Hvis der er en intern kortslutning eller det positive stof støder på vand, vil der være åben ild. Derfor bruges et lag af stålskal generelt til beskyttelse. Teslas batteripakke er sammensat af omkring 7000 18650 batterier. Selvom Tesla yder all-round beskyttelse til batteripakken, er der stadig en brandfare ved ekstreme kollisionsulykker.

Dette skyldes, at disse to materialer nedbrydes, når de når en bestemt temperatur. Lithium ternært er omkring 200 ℃ lavere og lithiumjernphosphat er omkring 800 ℃ lavere. Den kemiske reaktion af ternært lithiummateriale er mere intens, hvilket vil frigive iltmolekyler, og elektrolytten vil brænde hurtigt ved høj temperatur, hvilket fører til kædereaktion. Kort sagt er lithium ternær lettere at antænde end lithiumjernfosfat. Det er værd at bemærke, at vi taler om materialer, ikke færdige batterier.

Lithiumjernfosfatbatteriet er meget mere stabilt. Selvom panelet er brudt ned, vil kortslutningen ikke eksplodere og brænde, og batteriet vil ikke antændes under den høje temperatur på 350 ℃ (tre lithium-batterier kan ikke bæres ved 180-250 ℃). Derfor er lithiumjernfosfatbatteriet bedre med hensyn til sikkerhedsydelse.

Da ternære lithiummaterialer har sådanne potentielle sikkerhedsrisici, forsøger producenterne også at forhindre ulykker. Ifølge pyrolyseegenskaberne for ternære lithiummaterialer vil producenterne lægge stor vægt på overladningsbeskyttelse (OVP), overudladningsbeskyttelse (UVP), overtemperaturbeskyttelse (OTP) og overstrømsbeskyttelse (OCP). Tesla er sikker på sikkerheden, fordi den har et batteristyringssystem, der bedre kan styre sine mere aktive lithium-batterier. Efterhånden som flere og flere batterivirksomheder, bilvirksomheder og professionelle batteriadministrationsvirksomheder fortsætter med at udvikle sig på dette område, kan flere og flere virksomheder også opnå fremragende batteristyring, hvilket i høj grad vil forbedre sikkerheden.