¿Qué es mejor para el vehículo eléctrico, la batería ternaria de litio o fosfato de hierro y litio?

Las baterías de vehículos eléctricos tienen actualmente dos diseños principales. Uno está representado por Tesla, que utiliza una batería de litio ternaria + un sistema de gestión de batería de alto coeficiente intelectual para aprovechar al máximo las ventajas de la gran densidad de energía de la batería de litio ternaria. Otro está representado por muchos automóviles, que utilizan una batería de fosfato de hierro y litio + un sistema de gestión de batería relativamente simple, que aprovechan al máximo las ventajas de la batería de fosfato de hierro y litio.

Las baterías de vehículos eléctricos tienen actualmente dos diseños principales. Uno está representado por Tesla, que utiliza una batería de litio ternaria + un sistema de gestión de batería de alto coeficiente intelectual para aprovechar al máximo las ventajas de la gran densidad de energía de la batería de litio ternaria; uno está representado por muchos automóviles, que utilizan una batería de fosfato de hierro y litio + Sistema de gestión de batería relativamente simple, que aprovecha al máximo las ventajas de la batería de fosfato de hierro y litio.

¿Cuál es mejor?

El autor cree que las baterías adecuadas para vehículos eléctricos deben tener las siguientes características: seguridad, gran corriente de carga y descarga, disminución de la capacidad lenta y alta densidad de energía.

Estos dos tipos de baterías se pueden evaluar aproximadamente con tales puntuaciones en estos cuatro elementos.

Análisis de diseño de una batería ternaria de litio / fosfato de litio y hierro para vehículos eléctricos (Figura)

Compensar la escasez de batería de litio ternaria con un sistema de gestión de energía de alto coeficiente intelectual

1. Corriente de descarga suplementaria insuficiente

Tesla utiliza la batería NCR18650A, con una capacidad típica de 3070 mAH. Panasonic también tiene un NCR18650B con una capacidad típica de 3350 mAH. Sin embargo, no publica la hoja de datos. Solo lo utiliza el NCR18650A utilizado por Tesla. La descarga de 2C (la corriente de descarga de 1C se refiere a 1 hora para descargar la batería de esta capacidad de la corriente de descarga completa, como la descarga de 1C de NCR18650A es 3350mA), también puede descargar más de 3100mAH, y no se conoce.

La descarga se produce a diferentes corrientes, el mejor efecto a 2C de descarga

Se dice que Matsushita introducirá baterías 18650 con una capacidad de 4000 mAH el próximo año. Se dice que no hay mejora en el rendimiento bajo alta corriente. Cuando se aumenta la capacidad, la corriente de 1C del paquete de baterías correspondiente aumenta relativamente. Con la alta densidad de energía del material ternario (que puede superar los 200WH / Kg), la corriente de descarga de 2C del paquete de baterías ya puede satisfacer el motor del automóvil deportivo. Por ejemplo, la batería de 85KWH de Tesla, a partir de los datos medidos, la descarga 3C a corto plazo no debería ser un problema. Eso corresponde a 342 caballos de fuerza, muy objetivo.

2, para compensar la falta de atenuación de la capacidad

Se puede ver que la batería utilizada por los autos Tesla se cicla de 0% a 100% a la misma corriente de carga y descarga. Después de 900 ciclos, la capacidad se ha atenuado al 55%. Si es de 0% a 50% cada vez, incluso 3000 veces. La capacidad del ciclo aún se puede mantener al 70%. El sistema de gestión de la batería intenta mantener la batería bajo estrés y funciona en un ciclo de 0% -50% o 25% -75%, por lo que puede garantizar que no haya una atenuación de resistencia obvia durante 300.000 km.

3, seguridad

Independientemente de la marca de la batería de litio de material ternario, habrá una llama abierta después de un cortocircuito interno o un contacto con el agua del material del electrodo positivo. Incluso si la batería 18650 tiene protección de carcasa de acero, aún no puede soportar un impacto extremo. Pero siempre que se pueda hacer, no es más fácil quemar que el tanque de combustible de la locomotora diesel en accidentes extremos. Creo que el sistema de gestión de la batería de Tesla ya ha resuelto el problema de seguridad de la batería.

Con un sistema de gestión de baterías de alta inteligencia, Tesla ha podido llevar la puntuación total de las baterías de litio de material ternario de 270 a 350 puntos.

fosfato de hierro y litio

Su mayor desventaja es su baja densidad energética (110WH / Kg), y su capacidad de atenuación es muy alta a bajas temperaturas (alrededor del 55% a 25 ° C a -10 ° C). Las ventajas también son bastante obvias, especialmente para las empresas de automóviles en China. Las reservas de minas de litio de China son abundantes. A partir de 2011, las reservas probadas del mundo son de 13 millones de toneladas y las reservas de China son de 3,5 millones de toneladas. Las reservas de fosfato de óxido de hierro del material del electrodo positivo son abundantes y el precio del espacio de prueba inferior después de la producción en masa sigue siendo elevado. China carece extremadamente de minas de cobalto, con la mitad de las reservas mundiales en el Congo, el 21% en Australia y solo el 1% en China. El uso de óxido de litio y cobalto o una batería de materiales ternarios con cobalto, el costo de producción de vehículos eléctricos en las empresas automotrices de China es muy pasivo.

La batería de fosfato de hierro y litio se puede descargar fácilmente a 20 ° C, por lo que la batería pequeña de configuración de automóvil híbrido primero considera la batería de fosfato de hierro y litio. La capacidad de 3000 veces del ciclo 0% -100% se atenúa al 80%, y la velocidad de caída del almacenamiento a largo plazo de plena potencia no se exagera. Pinchazo, cortocircuito, alta temperatura de 350 ° C no explotará ni arderá. Estas ventajas dificultan que China, especialmente las empresas automovilísticas chinas con I + D y producción de fosfato de hierro y litio, elijan otros tipos de baterías.

La batería ternaria de litio + un excelente sistema de gestión de la batería ganarán

A veces, el producto no se vende necesariamente bien, el autor es más optimista sobre la tecnología de batería de Tesla: la gestión de la batería como núcleo. Después de ver la entrevista de Musk, el autor sabe que el objetivo de alto nivel de los vehículos eléctricos de Tesla es reducir las emisiones de carbono y obtener ganancias de la energía limpia. La apertura de patentes reducirá el umbral de este programa, y más fabricantes seguirán su ejemplo. Cuantos más proveedores participen, más feliz estará Tesla, lo que es coherente con su propósito.

A menudo escucho vehículos eléctricos domésticos y hablo de "adelantamientos en curva". Los automóviles son una industria integral, que incluye maquinaria, electrónica, automatización, materiales, ciencia básica, administración, finanzas, derecho, educación, atención médica, etc. Juntos, constituyen el nivel general de la industria automotriz, e incluso se puede decir que son el epítome de la fuerza integral del país. La situación actual de China va a la zaga de los países desarrollados. La industria del automóvil también debe ir a la zaga de los países desarrollados. Con la ventaja de ciertos componentes y las ventajas operativas de ciertas empresas, solo puede acortar la brecha con otras, y está lejos de adelantar. El autor ciertamente espera ver un adelantamiento en mi vida, lo que requiere el esfuerzo de nosotros y de la próxima generación.

Mientras Tesla no se dedique a la investigación y el desarrollo de vehículos eléctricos de fosfato de hierro y litio, creo que, a largo plazo, la solución de utilizar un excelente sistema de gestión de batería + batería de litio de material ternario irá más allá, superando la aplicación de hierro de litio. fosfato.

Después de 20 años, la energía eléctrica reemplazará definitivamente al combustible

Si se compara con el automóvil con motor de combustión interna, no importa qué tipo de batería sea extremadamente inconveniente, todavía hay algunas baterías inmaduras. Por ejemplo, Tesla está trabajando en el desarrollo de vehículos con batería de aire de aluminio. Desde 1970, se han gastado hasta la mitad 2 billones de barriles de petróleo crudo que se explota fácilmente en el mundo. El restante 1 billón de barriles no se utiliza en 25 años. Si la tecnología petrolera no logra reducir drásticamente los costos de la minería en los últimos 25 años, después de 25 años, el precio del petróleo crudo por barril superará los 500 dólares estadounidenses, o incluso los 1000 dólares estadounidenses. Se puede contrastar que en 2008, el crudo Brent en el Mar del Norte fluctuó alrededor de los 10 dólares estadounidenses. El precio de este año fluctuó alrededor de los 100 dólares estadounidenses. Cuando el automóvil de combustible se abra en el futuro, cuando el precio del petróleo sea de 5 yuanes por kilómetro, ya sea automóvil de batería de litio o automóvil de celda de combustible o desarrollará un programa funcional adecuado para sus propias características.

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