Yeni enerji araçlarında ne tür aküler kullanılıyor ve farkları nelerdir?
Son yıllarda, çevre koruma, enerji tasarrufu ve emisyon azaltma politikalarının uygulanmasıyla, yeni enerji araçları benzeri görülmemiş bir gelişme kaydetti ve yavaş yavaş otomobil pazarında bir çaylak haline geldi.
Ancak yeni enerji araçları için, pil ömrü, şarj ve güvenlik tüketicilerin en çok ilgilendiği üç konudur ve bunların performansı büyük ölçüde elektrikli araçların-pillerinin güç kaynağına bağlıdır.
Peki şimdi piyasadaki yeni enerji araçlarında kullanılan bataryaların farkı nedir? Onların arasındaki fark ne? Hangisi daha güvenilir? Bugün profesör bu yönler hakkında konuşacak ve anlamadığınız bir şey olup olmadığına bakacak.
Türlerine göre kimyasal, fiziksel ve biyolojik pillere ayrılabilen birçok pil türü vardır; yapılandırılmışlarsa iki ana kategoriye ayrılabilirler: depolama pilleri ve yakıt pilleri.
Tür olarak, yeni enerji araçlarında şu anda kullanılan pillerin tamamı kimyasal pillerdir.Ortak olanlar kurşun asit, lityum titanat, lityum kobalt oksit, lityum demir fosfat, nikel kobalt manganez ve nikel kobalt alüminyumdur.
Bunlar arasında, daha yüksek enerji yoğunluğuna ve daha kararlı performansa sahip lityum demir fosfat ve üçlü lityum piller, pil pazarında en yaygın şekilde dolaşan iki pildir ve aynı zamanda elektrikli araçlar için en yaygın kullanılan ana güç kaynağıdır.
Lityum demir fosfat ve üçlü lityum piller esas olarak piyasada dolaştığından, esas olarak bu iki pile odaklanacağız ve iki pil arasındaki farkları yorumlayacağız.
İki pil arasındaki fark nedir? Öncelikle sonuçlardan bahsedeyim: Güvenlik, kullanım ömrü ve üretim maliyetleri açısından lityum demir fosfat pillerin üçlü lityum pillere göre avantajları vardır, ancak enerji yoğunluğu açısından üçlü lityum piller lityum demir fosfat pillerden biraz daha iyidir.
Enerji yoğunluğu: üçlü lityum pil, lityum demir fosfat pilden daha büyüktür
Enerji yoğunluğu, pil performansını değerlendirmek için önemli bir göstergedir. Genel olarak konuşursak, enerji yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, pilde birim ağırlık veya hacim başına içerilen elektrik enerjisi o kadar yüksek ve araç için sağlanabilecek seyir aralığı o kadar uzun olur.
Örneğin daha fazlasını söylemek yardımcı olmaz. Bir benzetme yapacak olursak, biri daha fazla safsızlık içeren ve diğeri daha az safsızlık ve yüksek bileşen içeriği içeren aynı ağırlık ve büyüklükte iki cevher, daha yüksek içeriğin daha değerli olacağına şüphe yoktur. Bu nedenle, aynı hacim altında, enerji yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, elektrik enerjisi depolama yeteneği o kadar güçlüdür.
Doğal kimyasal özellikleri nedeniyle, lityum demir fosfat piller düşük voltaj ve yaklaşık 140 Wh / kg enerji yoğunluğuna sahipken, üçlü bir lityum pil yüksek voltaj ve 240 kWh / kg enerji yoğunluğuna sahiptir. Bu, aynı pil ağırlığı altında, üçlü lityumun enerji yoğunluğunun lityum demir fosfat pillerin 1,7 katı olduğu anlamına gelir.
Şu anda, üç tür üçlü lityum pil vardır: NCM523, NCM622 ve NCM811, bunlardan NCM811 pil, ana uygulama pilidir. Daha az bilinen ise bu üç tip pil isimlendirme yönteminin nikel, kobalt ve manganez pozitif elektrot malzemesinin oranından türetilmiş olmasıdır.Örneğin, 811 pil, pozitif elektrot malzemesi esas olarak% 80 nikel,% 10 kobalt ve% 10 manganezdir. Önceki üçlü lityum pil temelinde elektrot malzemesi 8: 1: 1 oldu.
Pil ömrü gereksinimlerindeki sürekli artış nedeniyle, yüksek nikel NCM811'in pil geliştirme için önemli atılım yönü olduğunu belirtmek gerekir. Nikel içeriğindeki artışın pil hücresinin enerji yoğunluğunu daha da artırabilen üçlü (nikel-kobalt-manganez) katot malzemesinin özgül kapasitesini artırması ve enerji yoğunluğu ile elektrik enerjisi depolama miktarının artmasıdır. Büyük yükseliş.
Aslında, üçlü lityum pillerin ortaya çıkmasından önce, NCA piller yeni enerji araçları için ana akım güç kaynağıydı.NCA ve NCM811 pilleri üzerinde bir kurum tarafından yapılan testlerden sonra, sadece% 5 kobalt gerektiren NCA'nın kobalt içeriğinden daha iyi performansa sahip olduğu bulundu. NCM811 pillerinin% 10'unun bir avantajı var, ancak nikel-kobalt-alüminyum pillerin üretim süreci ve maliyeti yüksek olduğundan ve teknoloji Japon ve Koreli şirketlerin elinde olduğundan, yerli şirketler artık ağırlıklı olarak nikel-kobalt-manganez piller geliştiriyor.
Güvenlik: lityum demir fosfat pil, üçlü lityum pilden daha büyüktür
Maddi nedenlerden dolayı, lityum demir fosfat pillerin termal stabilitesi en iyisidir, elektrikli ısıtmanın tepe değeri 350 'dan büyüktür, sıcaklık 500-600 olduğunda, dahili kimyasal bileşenler ayrışmaya başlayacaktır. Bununla birlikte, düşük sıcaklığa dayanıklılık performansı zayıf 3500mAh kapasiteli bir pil, eksi 10 ° C'lik bir ortamda çalışır. 100 şarj ve deşarj döngüsünden sonra, pil hurdaya çıkarılmış durumdadır.
Buna karşılık, üçlü lityum pil malzemesi kararsızdır ve genellikle yaklaşık 200 derecede ayrışması kolaydır ve elektrolit, yüksek sıcaklığın etkisi altında hızla yanar, bir zincir reaksiyonunu tetikler ve hatta aracın kendiliğinden yanmasına neden olur! Bu nedenle, üçlü lityum pillerle donatılmış birçok yeni enerji aracının, pilleri korumak için aşırı sıcaklık koruması ve pil yönetim sistemleri eklemesi gerekir.
Bununla birlikte, üçlü lityum pilin düşük sıcaklık performansı, lityum demir fosfat pilinkinden daha iyidir. Düşük sıcaklık durumunda, lityum demir fosfat pilin alt şarj ve deşarj sınırı -20 ve üçlü lityum pilin alt sınırı -30 ve düşük sıcaklık deşarj performansı daha iyidir. Testlere göre, aynı düşük sıcaklık koşulları altında, üçlü lityum pilin düşük sıcaklıkta seyir aralığı% 15'ten daha az zayıflıyor.
Ömür: Lityum demir fosfat pil, üçlü lityum pilden daha büyüktür
Pil ömrü, birden fazla tam şarj ve deşarj sonrasında pil gücünün zayıflamasıdır.Genel olarak, bir elektrikli araç pilinin etkin gücü, orijinal gücün% 80'inin altına düştüğünde, pilin değiştirilmesi gerektiği anlamına gelir. Değiştirme standardı, cep telefonu pilininki ile aynıdır.
Normalde, bir lityum demir fosfat pilin tam şarj ve deşarj döngülerinin sayısı 3500 katına ulaşabilir.Her şarj ve deşarjdan sonra, güç bir kez azalır ve birden çok bozulduktan sonra orijinal gücün% 80'inin altında olur. Zamana dönüştürüldüğünde, günde bir kez şarj edilip boşaltılacak ve lityum demir fosfat pilin solmaya başlaması yaklaşık 10 yıl sürecektir. Pili değiştirin.
Lityum demir fosfat pilden farklı olarak, üçlü lityum pil lityum demir fosfattan daha kısadır.Çürüme fenomeni, tam şarj ve deşarj döngüsü 2000 katını geçtikten sonra ortaya çıkmaya başlar ve süre genellikle yaklaşık 6 yıldır. Ancak, pil yönetimi gibi yöntemlerle pil ömrü biraz uzatılabilir, ancak yalnızca biraz geciktirilir.
Elbette, bir pil paketinin ömrü, tek bir pilin ömrünün basit toplamı değildir. Bir kombinasyon olarak, yalnızca pil paketindeki birden çok pil hücresinin performansı oldukça tutarlı olduğunda, pil paketinin ömrü tek bir pilinkine yakın olabilir.
Üretim maliyeti: üçlü lityum pil, lityum demir fosfat pilden daha büyüktür
Pil maliyeti açısından lityum demir fosfat pil de büyük bir avantaja sahiptir, değerli metalleri (nikel ve kobalt metal elementleri) içermediği için üretim maliyeti daha düşüktür. Üçlü lityum piller nikel, kobalt ve manganez gibi çeşitli malzemeler kullanır ve yüksek nikel pillerin üretimi nispeten sıkı bir işlem ortamı gerektirir ve mevcut maliyet nispeten yüksektir.
İkincisi, son yıllarda lityum ve kobalt gibi metal kaynakları, 200.000 yuan / tonun üzerindeki tekliflerle fiyatları yükselen kobalt başta olmak üzere kıtlık sorunlarıyla karşı karşıya kaldı. Bir ton elektrolitik nikelin fiyatı şu anda yaklaşık 110.000 yuan. Bu nedenle birçok pil şirketinin 811'e gitmesi, nikel içeriğini artırması, kobalt içeriğini azaltması ve ardından maliyetleri düşürmesi gerekiyor.
Kitaba dönecek olursak pil enerji yoğunluğu, düşük sıcaklık performansı, güvenlik, hizmet ömrü ve maliyet açısından lityum demir fosfat piller ve üçlü lityum pillerin kendine göre avantajları var ama kimin kazanıp kimin kazandığını söylemek gerçekten zor. Aşağıdaki sonuç.
Ancak Tesla halihazırda katı hal pilleri geliştiriyor, bu yüzden Ideal Auto'nun kurucusu Li Xiang'dan alıntı yapacak olursak: Lityum demir fosfat piller otobüslere, üçlü lityum piller binek araçlara ve katı hal piller geleceğe aittir.
