Batería ternaria de litio y batería de fosfato de hierro y litio que es mejor

En la actualidad, hay dos rutas de tecnología de baterías convencionales en vehículos de nueva energía, la batería de fosfato de hierro y litio y la batería ternaria de litio. Aunque estas dos baterías compiten en muchos campos de aplicación, la competencia en el campo de los vehículos de nueva energía es la línea principal, porque este es el escenario de aplicación de baterías de litio más grande de China. Dado que hay competencia, debe haber comparación. El rendimiento del costo de la batería se puede comparar con el precio del automóvil, y a partir de la comparación del rendimiento de la batería ternaria de litio y la batería de fosfato de hierro y litio, que es mejor, se establecen las condiciones para obtener los parámetros reales de los dos tipos de batería. . Según los experimentos de los laboratorios pertinentes, los fabricantes de automóviles de nueva energía y los fabricantes de baterías de potencia, aunque hay diferencias sutiles inevitables en parámetros específicos en cada prueba, el juicio del rendimiento de las dos baterías tiende a ser el mismo. Por esta razón, tomamos parámetros representativos para la comparación.

1. BYD para turismos y Tesla para turismos. Esa es la diferencia de volumen. A partir de la tecnología actual, la densidad de energía de la batería ternaria de litio es generalmente de 200Wh / kg y puede alcanzar los 300Wh / kg en el futuro. En la actualidad, la batería de fosfato de hierro y litio oscila básicamente a 100 ~ 110Wh / kg, y algunas pueden alcanzar los 130 ~ 150Wh / kg, pero es muy difícil superar los 200Wh / kg. Como resultado, las celdas de energía de material ternario pueden proporcionar el doble de espacio que el fosfato de hierro y litio, que es importante para automóviles con espacio limitado. Tesla produce baterías ternarias de litio y BYD produce baterías de fosfato de hierro y litio. Por tanto, se dice que “ BYD para turismos y Tesla para turismos”.

2. Y también debido a la alta densidad de energía, el peso es mucho menor. El peso ligero y la pequeña ocupación del espacio determina que los vehículos de nueva energía con baterías ternarias de litio consuman menos electricidad, por lo que son más rápidos y tienen mayor resistencia. Por lo tanto, las baterías ternarias de litio se pueden usar en los automóviles para correr más lejos, mientras que los vehículos de nueva energía de fosfato de hierro y litio todavía se usan básicamente en los autobuses urbanos en la actualidad, debido a que la vida útil de una batería no está lejos, es necesario tener una pila de carga en un corto plazo. distancia para cargar.

3. Por supuesto, los autobuses de pasajeros utilizan baterías de fosfato de hierro y litio por razones de seguridad. Los autos Tesla se han incendiado más de una vez. La razón es que el paquete de baterías de Tesla consta de 7.000 o más 18.650 baterías ternarias de litio. Si estas unidades o todo el grupo de baterías, el cortocircuito puede producir fuego abierto, con un accidente de colisión extremo, el cortocircuito puede provocar un incendio. El material de fosfato de hierro y litio no se quemará en cortocircuito, el rendimiento resistente a altas temperaturas es mejor que el de la batería de litio ternaria es superior.

4. Aunque la batería de fosfato de hierro y litio es resistente a altas temperaturas, pero el rendimiento resistente a bajas temperaturas de la batería de litio ternaria es mejor, una ruta técnica importante. La fabricación de baterías de iones de litio a baja temperatura a menos 20 ° C, la batería de litio ternaria puede liberar el 70,14% de la capacidad, y las baterías de fosfato de hierro y litio solo pueden liberar el 54,94% de la capacidad, y debido a la condición de baja temperatura, el ternario La plataforma de descarga de la batería de litio es mucho más alta que la batería de fosfato de hierro y litio y la plataforma de voltaje se inicia más rápido.

5. Las baterías ternarias de litio tienen una mayor eficiencia de carga. La carga de la batería de litio utiliza un método de limitación de presión de limitación de corriente, es decir, en la primera etapa para realizar una carga de corriente constante, la corriente es grande y de alta eficiencia, carga de corriente constante después de alcanzar un cierto voltaje, carga de voltaje constante en la segunda etapa. En este punto, la corriente es pequeña y la eficiencia es baja. Por lo tanto, la eficiencia de carga se mide por la potencia de carga de corriente constante y la relación de la capacidad total, que se denomina relación de corriente constante. Los datos experimentales muestran que, por debajo de 10 c, la diferencia en la condición de carga no es aparente, pero más de 10 c hay una diferencia, cargando a 20 c, la batería de litio ternaria con una relación de corriente constante es 52,75%, mientras que la relación de corriente constante de la batería de fosfato de hierro y litio es 10,08 %, el primero es cinco veces más que el segundo.

En términos de ciclo de vida, la batería de fosfato de hierro y litio es superior a la batería ternaria de litio. La vida teórica de una batería ternaria de litio es de 2000 ciclos. Pero básicamente a 1000 ciclos, la capacidad baja al 60 por ciento. Incluso Tesla, la mejor marca de la industria, solo puede mantener el 70% de la energía después de 3.000 ciclos, mientras que la batería de fosfato de hierro y litio todavía tiene un 80% de capacidad después del mismo ciclo.

La comparación de los seis aspectos anteriores puede concluir aproximadamente que las ventajas relativas de los dos pueden ayudar a responder la pregunta de cuál es mejor, batería ternaria de litio o batería de fosfato de hierro y litio: seguridad de la batería de fosfato de hierro y litio, larga vida útil y resistente a altas temperaturas; La batería ternaria de litio carga un peso ligero, alta eficiencia y resistencia a bajas temperaturas. Por tanto, la adaptabilidad de los dos es el motivo por el que conviven en el mercado.

Aunque los subsidios nacionales para vehículos de nueva energía han comenzado a disminuir, los consumidores también han comenzado a aceptar la popularidad de los vehículos de nueva energía debido a la infraestructura cada vez más rica y la abundancia de modelos alternativos. Además de ser áreas restringidas que no pueden comprar soluciones alternativas de combustible para automóviles, los vehículos de nueva energía también tienen muchas ventajas únicas. Ambiente tranquilo, tipos de energía limpia y bajos costos de transporte, e incluso comenzó un gran par de salida instantáneo, que se ganó el favor de muchos amigos que conducían automóviles de combustible.

Como fuente de energía, la batería del vehículo eléctrico y, naturalmente, es una de las partes más importantes. La gama de coches eléctricos, como la carga y descarga de todos los usos, también está relacionada con el rendimiento de la batería. La batería de energía doméstica actual se divide principalmente en dos facciones, dependiendo del material del cátodo que se divide en pastel y material ternario de fosfato de hierro y litio. Aunque ambos pertenecen a la batería secundaria, se pueden usar para cargar y descargar repetidamente pero debido a las diferencias en los materiales, en la reflexión final para usar el nivel de rendimiento aún hay mucha diferencia.

¿La batería ternaria de litio o las baterías de fosfato de hierro y litio?

Si desea comprender qué batería es mejor, primero debemos tener una comprensión simple de la diferencia entre las dos.

La batería de fosfato de hierro y litio se refiere a una batería de iones de litio con fosfato de hierro y litio como material de electrodo positivo. Este tipo de batería se caracteriza por la ausencia de elementos de metales preciosos (como cobalto, etc.). Dado que no contiene metales preciosos, el costo de la materia prima de las baterías de fosfato de hierro y litio se puede comprimir de manera muy económica. En el uso práctico, la batería de fosfato de hierro y litio tiene las ventajas de resistencia a altas temperaturas, seguridad y estabilidad sólidas, precio bajo y mejor rendimiento cíclico.

La batería de litio ternaria se refiere al uso de litio ácido de níquel cobalto manganeso como material de ánodo, grafito como material de cátodo de la batería de litio. A diferencia del fosfato de hierro y litio, la plataforma de voltaje de la batería de litio ternaria es muy alta, lo que significa que bajo el mismo volumen o peso, la energía específica y la potencia específica de la batería de litio ternaria son mayores. Además, en la gran relación de carga y la resistencia a bajas temperaturas, etc., la batería ternaria de litio también tiene una gran ventaja.

Siempre he pensado que la tecnología no es buena o mala y solo se aplica a diferentes productos o entornos. No existe una batería mejor o peor. Solo para ponerlo en práctica, la batería de litio ternaria es más adecuada para los vehículos eléctricos domésticos actuales y futuros que la batería de fosfato de hierro y litio.

¿Por qué la batería de litio ternaria es más adecuada para el automóvil eléctrico doméstico?

Primero, el rendimiento de descarga a baja temperatura es mejor

China tiene un vasto territorio y un clima complejo. La temperatura varía mucho desde las tres provincias más septentrionales del noreste hasta las islas más meridionales de Hainan. En Beijing, por ejemplo, como principal mercado de automóviles eléctricos, la temperatura máxima de verano de Beijing ronda los 40 ℃ , mientras que el invierno es básico alrededor de 16 ℃ bajo cero, incluso más bajo. Este rango de temperatura es obviamente adecuado para baterías ternarias de litio de baja temperatura con mejor rendimiento. El rendimiento a alta temperatura de la batería de fosfato de hierro y litio en Beijing en el invierno parece ser una falta de energía.

"Capacidad relativa de 25 ℃ " se refiere a las diferentes condiciones de temperatura para transferir la capacidad eléctrica y 25 ℃ cuando la relación de la capacidad de descarga. El valor numérico puede reflejar con precisión la atenuación de la batería en condiciones de diferentes rangos de temperatura, cuanto más cerca del 100%, mejor será el rendimiento de la celda.

25 ℃ como punto de referencia en temperatura normal, dos tipos de celdas en 55 ℃ de alta temperatura que reducen la electricidad y la temperatura ambiente de 25 ℃ para transferir electricidad, casi no hay diferencia entre la capacidad de descarga. Pero a 20 ℃ bajo cero, la batería ternaria de litio y la batería de fosfato de hierro y litio tienen ventajas obvias en comparación.

En segundo lugar, la densidad de energía es mayor.

De acuerdo con las empresas líderes de material ternario de baterías cilíndricas 18650 nacionales: la batería Bak proporciona información: su densidad de energía de la batería 18650 ha alcanzado los 232wh / kg, la siguiente aumentará aún más a 293wh / kg, en comparación con la corriente principal nacional actual de densidad de energía de la batería de fosfato de hierro y litio. es solo 150wh / kg. Según los expertos de la industria nacional de baterías, en los próximos años hay pocas esperanzas de que las baterías de fosfato de hierro y litio puedan alcanzar una densidad de energía de 300 Wh / kg.

A diferencia de los enormes autobuses eléctricos, para los vehículos eléctricos domésticos, el espacio es siempre lo primero. La baja densidad de energía de las baterías de fosfato de hierro y litio ocupará el ya pequeño espacio y, debido a la calidad más pesada, la vida útil de la descarga se verá muy afectada durante el uso. Las baterías ternarias de litio de densidad de energía relativamente alta resuelven el problema del peso, pero también para el automóvil familiar para ahorrar espacio.

En tercer lugar, la eficiencia de carga es mayor

Además de la duración de la batería, la carga también es un vínculo importante en el uso real de vehículos eléctricos, y la batería ternaria de litio tiene una gran ventaja sobre la batería de fosfato de hierro y litio en cuanto a eficiencia de carga.

Actualmente, en el mercado, la forma más común de carga para la carga de voltaje constante de corriente constante en general, se adopta la carga de corriente constante al comienzo de la carga. En este momento, la corriente es mayor y la eficiencia de carga es relativamente mayor. Una vez que el voltaje alcanza un cierto valor, la corriente se reduce a una carga de voltaje constante, de modo que la batería se puede cargar por completo. En el proceso, la relación de carga de corriente constante con una capacidad total de la batería se denomina relación de corriente constante. Es el valor clave para medir la eficiencia de carga de un grupo de baterías durante la carga. Generalmente, cuanto mayor es el porcentaje, mayor es la cantidad de carga en la etapa de corriente constante y mayor es la eficiencia de carga de la batería.

Cuando la batería ternaria de litio y la batería de fosfato de hierro y litio se cargan por debajo de 10 c, la relación de corriente constante no tiene una diferencia obvia, carga de relación de más de 10 c, el caudal constante de las baterías de fosfato de hierro y litio se reduce rápidamente, la eficiencia de carga se reduce rápidamente.

En cuarto lugar, se puede garantizar la vida útil del ciclo.

Para el automóvil familiar, el ciclo de vida nominal del material ternario y la batería de energía de fosfato de hierro y litio supera con creces los hábitos de uso reales de los usuarios, por lo que la vida útil puede estar completamente asegurada. Con la batería 18650 de alta capacidad actual de la batería Bak, por ejemplo, en el ciclo de carga y descarga después de 1000, más del 90% de la capacidad de la batería aún se puede mantener en el original. Debido a que soy propietario de un automóvil eléctrico, durante todo el año solo el invierno más frío de más de un mes, carga frecuente al abrir el viento cálido para llegar a 2 días, el resto del tiempo la carga básica 3-4 días. Suponiendo que el promedio anual de 3 días para calcular una carga, usando un año necesita cargar aproximadamente 6 veces, la vida útil del ciclo de 1000 veces después del uso de aproximadamente 8 años, que es básicamente más que el ciclo promedio actual de los consumidores chinos.

Cinco, el material y el proceso lo suficientemente seguros

La parte más difícil del automóvil tradicional con motor de combustión interna es que contiene la enorme energía del combustible, el punto de ignición o el explosivo de combustibles líquidos bajos como la gasolina, una vez que la fuga es muy fácil de causar un gran peligro potencial para la seguridad. Alimente la batería y los vehículos de nueva energía, después de la supervisión completa del sistema de gestión de la batería (BMS), cada batería puede obtener el control más preciso para evitar accidentes.

En 18650 productos de batería de Bak, por ejemplo, en el proceso de celda única, Bak elige configurar el aditivo protector y el aditivo reactivo respectivamente en los polos positivo y negativo para evitar los problemas de seguridad causados por la descomposición del electrolito. Al mismo tiempo, agregue diafragma cerámico y revestimiento cerámico negativo y otros medios de protección de seguridad para controlar el accidente desde la fuente. Además, en el modo de paquete de batería de cilindro en miniatura 18650 de Bak, cada batería se mantiene a una distancia segura entre sí para garantizar que un solo accidente de batería no afecte a otras baterías.

Las baterías ternarias de litio son el mercado de baterías de energía dominante en el futuro

En el campo de los vehículos eléctricos, Tesla en los Estados Unidos ha sido el punto de referencia de muchas compañías automotrices nacionales. Cuando se trata de la fuerza de las empresas de automóviles tradicionales en la investigación y el desarrollo de vehículos de nueva energía, el lanzamiento del BMW i3 se ha convertido en un ejemplo de libro de texto. Es interesante notar que ambos modelos tienen una batería de litio ternaria como batería de alimentación. En contraste, el mercado interno, muchos fabricantes de automóviles como JiangHuai, BYD, BeiJing también comenzaron a utilizar baterías de fosfato de hierro y litio en sus modelos de automóviles originales para reemplazar la batería de litio ternaria.

Una vez más, la tecnología, independientemente de si es buena o mala, solo es adecuada o no, no es una coincidencia que la elección del tipo de batería por parte de las compañías automotrices nacionales y extranjeras coincida entre sí. Se cree que en un futuro próximo, el mercado de baterías de vehículos eléctricos se reorganizará. La batería de litio ternaria con su resistencia a bajas temperaturas, alta densidad de energía, alta eficiencia de carga, buen ciclo de vida y características de seguridad más fuertes, también se mantendrá firme en el nuevo mercado.

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