Lityum pillerin sınıflandırmasından üç dakika içinde ana güç pilleri teknolojisi hakkında bilgi edinin.
Yeni enerji araçlarının güç bataryaları ikincil bataryalar (kurşun-asit bataryalar, nikel-kadmiyum bataryalar, nikel-hidrojen bataryalar ve lityum bataryalar dahil) ve yakıt hücrelerine bölünebilir.
Bu sayıda, lityum pillerin sınıflandırılmasından başlayarak ve piyasadaki güç pillerinin ana teknoloji yollarını analiz ederek geliştirmeye devam edeceğiz.
çalışma prensibi
Önce bir kavramı düzeltin. Lityum piller genellikle pozitif ve negatif elektrotlarda kullanılan malzemelere göre iki kategoriye ayrılır:
Lityum metal piller, pozitif elektrot malzemesi olarak manganez dioksit ve negatif elektrot malzemesi olarak lityum metal veya alaşım metalini kullanan pillerdir; lityum iyon piller, pozitif elektrot malzemesi olarak lityum alaşımlı metal oksit ve negatif elektrot malzemesi olarak grafit kullanır.
Lityum metal piller yeterince kararlı değildir ve şarj edilemez, bu nedenle ikincil pil değildirler. Yeni enerji araçları için, genellikle lityum piller dediğimiz şey, lityum iyon pilleri ifade eder.
Lityum iyon pillerin çalışma prensibine aşağıda gösterildiği gibi bir göz atalım:
Lityum iyon piller esas olarak dört bölümden oluşur: pozitif elektrot (lityum bileşiği içerir), negatif elektrot (karbon malzeme), elektrolit ve diyafram:
Pil şarj edildiğinde, pozitif elektrot üzerindeki lityum atomları lityum iyonlarına ve elektronlara iyonlaşır (deinterkalasyon) ve lityum iyonları, lityum atomlarına indirgenen ve karbon tabakasının mikro gözeneklerine yerleştirilen (ekleme) elektronları elde etmek için elektrolit aracılığıyla negatif elektroda hareket eder;
Pil boşaldığında, negatif elektrotun karbon katmanına gömülü olan lityum atomları elektron kaybederler (deinterkalasyon) ve lityum iyonları haline gelirler, bunlar elektrolitten geçerek pozitif elektroda geri döner (interkalasyon);
Bir lityum pilin şarj edilmesi ve boşaltılması işlemi, eşdeğer elektronların eklenmesi ve çıkarılmasıyla birlikte, pozitif ve negatif elektrotlar arasına sürekli olarak lityum iyonlarının yerleştirilmesi ve çıkarılması işlemidir. Lityum iyonlarının sayısı arttıkça şarj ve deşarj kapasitesi de artar.
sınıflandırma
Farklı katot malzemeleri nedeniyle, lityum iyon piller başlıca şu şekilde ikiye ayrılır: lityum demir fosfat (LFP), lityum nikel oksit (LNO), lityum mangan oksit (LMO), lityum kobalt oksit (LCO) ve lityum nikel kobalt mangan oksit (NCM) ), nikel kobalt alüminat üçlü lityum (NCA), anot malzemesi esas olarak grafit karbon malzemedir.
Her türün kimyasal bileşimi, yapısı ve ana performansı aşağıdaki şekilde karşılaştırılır:
Teknik rota
Yukarıdaki tabloya dayanarak, piyasadaki farklı lityum pil türlerinin uygulamasını inceleyelim.
Lityum pillerin yaratıcısı olan lityum kobalt oksitten bahsedeyim.Elbette önce güç pili olarak da kullanılabilir.İlk olarak Tesla Roadster'da kullanıldı ancak düşük çevrim ömrü ve güvenliği nedeniyle gerçekler bunu kanıtladı. Güç bataryası olarak uygun değildir. Bu eksikliği telafi etmek için Tesla, batarya kararlılığını sağlamak için dünyanın en iyi batarya yönetim sistemi olarak bilinen sistemi kullandı. Lityum kobalt oksit şu anda 3C alanında büyük bir pazar payına sahiptir.
İkincisi, ilk olarak pil şirketi AESC tarafından önerilen lityum mangan oksit pildir.Bu AESC küçük bir değil, Nissan ve NEC arasında bir ortak girişimdir. Lityum mangan oksitin temsili modeli Nissan Leaf'tir.Düşük fiyatı, orta enerji yoğunluğu ve genel güvenliği nedeniyle, daha iyi genel performansa sahiptir. Sözde başarı ve başarısızlık da bu ılık özellikten kaynaklanıyor, yavaş yavaş yerini yeni teknolojiye bırakıyor.
Sırada lityum demir fosfat var. BYDnin ana ürünü olarak stabildir, uzun ömürlüdür ve maliyet avantajı vardır. Özellikle sık şarj ve deşarj gerektiren plug-in hibrit araçlar için uygundur, ancak dezavantajı enerji yoğunluğunun ortalama olmasıdır.
Son olarak, üçlü bir lityum pil var Yükselen bir yıldız olarak, enerji yoğunluğu en yüksek seviyeye ulaşabilir, ancak güvenlik nispeten zayıftır. Seyir menzili gerektiren saf elektrikli araçlar için, beklentileri daha geniş ve şu anda güç pillerinin ana yönü.
Aşağıdaki resim, Tesla tarafından bu yıl Temmuz ayında Panasonic'in 21700 üçlü (NCA) silindirik pilini kullanan MODEL3'ü göstermektedir.
Aslında, pil pazarında, Çin, Japonya ve Güney Kore'nin üç devinin teknolojik rotaları konusunda bir tartışma var. Hepsi asker alıyor, bölgelerini genişletiyor, dağları soyuyor ve sözde "Üç Krallığın Romantizmi" ni sahneliyor.
Kaynak: Autobot Reference
