¿Cuál es la diferencia entre una batería ternaria y una batería de litio?

La batería de polímero de litio ternario se refiere a una batería de litio que utiliza un material de electrodo positivo ternario de hidruro de níquel-cobalto-manganeso (Li (NiCoMn) O2) para el material del electrodo positivo, y un producto precursor de material de electrodo positivo compuesto ternario, que es una sal de níquel , una sal de cobalto y una sal de manganeso. Como materia prima, la proporción de níquel-cobalto-manganeso se puede ajustar de acuerdo con las necesidades reales.

La batería ternaria de litio se caracteriza por una alta densidad de energía y un voltaje más alto, por lo que el paquete de baterías con el mismo peso tiene una mayor capacidad, el automóvil corre más lejos y la velocidad puede ser más rápida. Sin embargo, la debilidad es que la estabilidad es pobre. Si hay un cortocircuito interno o el material del electrodo positivo está en contacto con el agua, se producirá una llama abierta. Por lo tanto, la batería general 18650 tendrá una capa de protección de carcasa de acero. Dado que el paquete de baterías de Tesla está compuesto por aproximadamente 7000 baterías 18650, Tesla proporciona una gama completa de protección para el paquete de baterías, pero en caso de colisión, existe peligro de incendio.

La razón de esto es que los dos materiales se descomponen cuando alcanzan una cierta temperatura, el material de litio ternario se descompondrá a una temperatura más baja de aproximadamente 200 grados, y el material de fosfato de hierro y litio está a aproximadamente 800 grados. Además, la reacción química del material de litio ternario es más intensa y se liberan moléculas de oxígeno, y el electrolito se quema rápidamente bajo la acción de altas temperaturas, y se produce una reacción en cadena. En pocas palabras, es más probable que el material de litio ternario se incendie que el material de fosfato de hierro y litio. Sin embargo, cabe señalar que nos referimos a materiales, no a baterías que se han convertido en productos terminados.

La batería de fosfato de hierro y litio debería ser mucho más estable. La placa de la batería no explotará ni se quemará incluso si está perforada o en cortocircuito. No se incendiará cuando se calienta a 350 ° C (la batería ternaria de litio no puede soportar una temperatura de 180-250 ° C). Por lo tanto, en términos de rendimiento de seguridad, la batería de fosfato de hierro y litio es ligeramente mejor.

Debido a que los materiales ternarios de litio tienen tales peligros para la seguridad, los fabricantes también están tratando de detener la dirección de los accidentes. De acuerdo con las características de pirólisis fácil de los materiales ternarios de litio, los fabricantes tendrán muchos problemas en protección contra sobrecarga (OVP), protección contra sobredescarga (UVP), protección contra sobrecalentamiento (OTP) y protección contra sobrecorriente (OCP). ). esfuerzo. Tesla confía en la seguridad porque tiene un sistema de gestión de batería completo que gestiona la batería de litio ternaria más activa. Por supuesto, con más y más compañías de baterías, compañías de automóviles y compañías profesionales de administración de baterías en este campo de investigación y desarrollo, más compañías también pueden lograr una excelente administración de baterías, mejorando en gran medida la seguridad.

La densidad de energía es el elemento central

La densidad de energía se refiere a la cantidad de energía almacenada en un espacio o masa de materia determinados. La densidad de energía de una batería es también la cantidad de energía liberada por la unidad de volumen o masa promedio de la batería. Densidad de energía de la batería = capacidad de la batería × plataforma de descarga / grosor de la batería / ancho de la batería / longitud de la batería, la unidad básica es Wh / kg (Wh / kg). Cuanto mayor sea la densidad de energía de la batería, más electricidad se almacena por unidad de volumen.

Aquí, hay que decir que el principio rector de la política nacional para la industria también es muy claro. El 1 de marzo de 2017, los cuatro ministerios y comisiones centrales emitieron un aviso sobre el "Plan de acción para promover el desarrollo de la industria de baterías automotrices", en el que se indica claramente que "mejorará la energía específica de la batería como uno de los objetivos de desarrollo clave en el futuro" .

Los siguientes tres puntos se centran en:

1. Para 2020, la energía específica de las pilas de baterías de iones de litio superará los 300Wh / kg; se espera que la energía específica del sistema alcance los 260Wh / kg; el costo es inferior a 1 yuan / vatio hora; el entorno de uso es de -30 ° C a 55 ° C; con capacidad de carga 3C.

2. Para 2025, la energía específica del monómero alcanza los 500Wh / kg.

3. Esforzarse por realizar la industrialización y la aplicación en vehículos de productos de baterías de iones de litio con una sola celda de 350Wh / kg y un sistema de 260Wh / kg.

Ternario se refiere al nombre del material del electrodo positivo dentro de la batería de litio. El material ternario es óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso Li (NiCoMn) O ?, un producto precursor de material de electrodo positivo compuesto ternario, que está hecho de sal de níquel, sal de cobalto y sal de manganeso. La proporción de níquel cobalto a manganeso se puede ajustar según las necesidades reales. 18650 se refiere al tamaño de apariencia de la batería cilíndrica: 18 se refiere al diámetro de la batería de 18,0 mm 650 se refiere a la altura de la batería de 65,0 mm, utilizada en teléfonos móviles. Las baterías de litio son más versátiles y la mayoría de las baterías del mercado no se detallan aquí.

Ternario se refiere al nombre del material del electrodo positivo dentro de la batería de litio. El material del electrodo positivo de la batería convencional es cobaltato de litio LiCoO2, y el material ternario es óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso Li (NiCoMn) O2, un producto precursor de material de electrodo positivo compuesto ternario, que está hecho de sal de níquel, sal de cobalto y sal de manganeso. La proporción de níquel-cobalto-manganeso se puede ajustar según las necesidades reales. La batería con material ternario como electrodo positivo es más segura que la batería de óxido de cobalto de litio, pero la plataforma es demasiado baja, que se usa en teléfonos móviles (el voltaje de corte del teléfono móvil generalmente es de alrededor de 3,4 V). La sensación de capacidad insuficiente de 18650 se refiere a las dimensiones exteriores de la batería cilíndrica: 18 se refiere al diámetro de la batería de 18,0 mm 650 se refiere a la altura de la batería de 65,0 mm. Otros materiales de cátodo usan más de tres yuanes, hay cobaltato de litio, manganita de litio, fosfato de hierro y litio, NCA, etc.

Las baterías de litio se refieren a una amplia gama de tipos. Cualquiera que use materiales de litio puede llamarse batería de litio. Según el nombre científico, la batería de litio que solemos decir debería llamarse batería de iones de litio / batería secundaria de litio, con el material de ánodo correspondiente.

Los materiales de los electrodos positivos de las baterías de iones de litio incluyen principalmente cobaltato de litio LiCoO2, manganita de litio LiMn2O4, niquelato de litio LiCoxNiyMnzO2, materiales ternarios, fosfato de hierro y litio LiFePO4 y similares. El electrodo positivo utiliza un material ternario llamado batería de litio ternaria;

La principal ventaja de la batería ternaria de litio es que la densidad de energía es mayor que la de otros materiales;

El material del electrodo positivo de la batería ternaria de litio se divide además en NCA níquel cobalto aluminio y NCM níquel cobalto manganeso;

La mayoría de los materiales ternarios son NCM. En términos generales, la batería de litio ternaria se refiere a NCM. Los fabricantes representantes extranjeros de NCM son SDI y SKI. En China, son principalmente Lishen, Huitong Tianxia, BAK, Wanxiang y Delangeng. Tesla adopta el tipo NCA18650, NCA tiene una estabilidad relativamente fuerte y un rendimiento de ciclo sólido; sin embargo, en el proceso de producción, dado que el Al es un metal anfótero, no es fácil de precipitar, por lo que existe un umbral en el proceso. Dado que el contenido de aluminio en NCA es demasiado pequeño, a menudo también se lo denomina material binario.

El modelo de producto NCM de material ternario varió de 111 ternarios (N: C: M = 1: 1: 1) a 433,532,622,811. A medida que aumenta el contenido de níquel, aumenta correspondientemente la densidad de energía de la batería.

El nombre de la batería de litio ternaria es muy fuerte, pero el contenido específico probablemente no sea claro para muchos amigos, por lo que debe prestar atención. El material del electrodo positivo ternario tiene ventajas en términos de energía específica de la batería, potencia específica, carga de gran velocidad, rendimiento a baja temperatura, etc., en términos de rendimiento del ciclo, el fosfato de hierro y litio es mejor, pero empeora en un ambiente frío. En términos de seguridad, el fosfato de hierro y litio es originalmente el más ideal, pero la tecnología de gestión de la batería de litio reforzada de tres elementos ha mejorado gradualmente.

De esto entendemos que en el campo de los vehículos comerciales, como los autobuses, el espacio es grande, la energía específica y los requisitos de potencia específicos de la batería son relativamente bajos, y la batería de fosfato de hierro y litio puede seleccionarse para ejercer su rendimiento de ciclo. Si bien el espacio del automóvil es limitado y la cantidad de batería es pequeña, es más adecuado utilizar una batería de material ternario de alta energía específica y una alta potencia específica. Desde la perspectiva de la política de adaptación, los requisitos futuros de densidad energética son mayores y se aprovechará más el potencial de la batería ternaria de litio.