Hvorfor endres Tesla til 2170? Hva er fordelene med ternært litiumbatteri

18650 batteri var en legende om Tesla. Nå, med masseproduksjonen av Model 3, går det historiske oppdraget til 18650-batteri mot slutten. Alle Tesla-modeller kan erstatte 21700 litiumbatteriet. Hva er årsaken bak dette?

1. Sammensetning og klassifisering?

Litiumbatteri betyr at det elektrokjemiske systemet inneholder litiumbatteri, som grovt sett kan deles inn i litiumbatteri og litiumbatteri. På grunn av sin kommersielle natur som ikke inneholder metallisk litium og er oppladbart, kan litiumbatteriet deles inn i sylindrisk og kvadratisk utseende, og det består hovedsakelig av fire deler: positivt elektrodemateriale, negativt elektrodemateriale, elektrolytt- og membranmateriale (denne artikkelen er en original, vennligst spesifiser om den er gjengitt).

Ulike anodematerialer og anodematerialer som brukes i litiumbatterier kan deles inn i forskjellige typer batterier. For eksempel inkluderer de vanlig brukte anodematerialene litiumkobalat, litiummanganat, nikkel, litiumjernfosfat og ternære materialer. De vanlige anodematerialene inkluderer grafittkarbonmaterialer, tinnbaserte materialer, silisiummaterialer og titanbaserte materialer. Blant dem er litiumkobalat flertallet av anodematerialer for litiumbatterier.

2. Hva er den tekniske retningen til litiumbatteriet?

Det kalles også trikoboltmangan, som betyr at tre materialer av nikkel, kobolt og mangan er positive materialer, grafitt er positivt materiale i batteriet, og dets nikkelsalt, koboltsalt og mangansalt er råmaterialer. Andelen nikkel, kobolt og mangan kan justeres etter den faktiske situasjonen. Batteriselskaper med hovedtekniske retninger, som Japan og Korea, litiumjernfosfatbatteri er basert på litiumjernfosfat som negativt materiale, og grafitt som negativt materiale, som er BYDs viktigste tekniske retning; Litium titanat-batterier kan deles inn i to typer. Det ene er litiumtitanat som katodemateriale, mens litiummanganat og litiumjernfosfat er ternære materialer og katodematerialet til litiumbatterier. Dette er hovedretningen til Zhuhai Silver for tiden. Den andre er litiumtitanat som katode, og litiummetall eller litiumlegering katode litiumbatteri (dette er et originalprodukt, kattebilstarter, vennligst spesifiser overføringen).

3. Hva er fordelene med det ternære litiumbatteriet?

Den største fordelen med det ternære litiumbatteriet ligger i dets høye energilagringstetthet, vanligvis over 200WH/kg, og relatert til 90-120Wh/kg litiumjernfosfat, som er mer egnet for etterspørselen fra personbilmarkedet for kjørelengde . Nedbrytningstemperaturen til ternære litiumbatterimaterialer er omtrent 200 ℃, som vil frigjøre oksygenmolekyler. Ved høy temperatur og rask forbrenning, elektrolyttbatterier og selvantennelses- og eksplosjonsfare, er styringskravene til batterier svært høye. (OVP) bør bestå av overladingsbeskyttelse, utladningsbeskyttelse (UVP), overtemperaturbeskyttelse (OTP) og overstrømsbeskyttelse (OCP). Derfor brukes ternære litiumbatterier av rene elektriske kjøretøy på det kinesiske markedet opptil 76%. Antall elektriske busser er imidlertid bare 27,6 %, mens litiumjernfosfat er 64,9 %.

4. Hvorfor byttet Tesla til 2170?

Batterinummeret 18650 og 2170 brukt av Tesla er ternære kopolymer litiumbatterier. 18650 er et sylindrisk batteri med en diameter på 18 mm og en lengde på 65 mm, og 2170 er et sylindrisk batteri med en diameter på 21 mm og en lengde på 70 mm. Siden det er umulig å forbedre energitettheten og redusere batterikostnadene gjennom prosesskontroll og råmateriale, blir 2170-batteriet med større volum et uunngåelig valg. Modellen og ModelX forventes å bli erstattet etter første bruk av Model3.

Musk hevder at batteriet i 2170 er den høyeste energitettheten og billigste batteriet i verden, med en energitetthet på opptil 300 WH/kg, som er relatert til 233 WH/kg i 18650. Energitettheten har økt med nesten 20 %, men kostnaden for batterisystemet er 155 dollar/WH, som er relatert til 171/18650 WH, som er en begrenset reduksjon. Selv om det fortsatt er en lang vei å gå før Musk når målet på 100 dollar per wattime, er det fortsatt et skritt fremover. Det neste trinnet bør være å innovere nye batterimaterialer for å redusere kostnadene. Ternært litiumbatteri er et slags litiumbatteri sammensatt av litium-nikkel-kobolt-manganoksid (Li (NiCoMn) O2) terpolymer. Forløperproduktet av ternært sammensatt katodemateriale tar nikkelsalt, koboltsalt og mangansalt som råmateriale, og andelen nikkel, kobolt og mangan kan justeres i henhold til den faktiske situasjonen.

Sikkerhet er høyeste prioritet

Egenskapene til det ternære litiumbatteriet er høy energitetthet og høy spenning, slik at batteripakken med samme vekt har større kapasitet, og bilen kan gå lengre og raskere. Dens svakhet ligger imidlertid i dens dårlige stabilitet. Hvis det er en intern kortslutning eller det positive stoffet møter vann, vil det være åpne flammer. Derfor brukes vanligvis et lag med stålskall for beskyttelse. Teslas batteripakke består av ca 7000 18650 batterier. Selv om Tesla gir allsidig beskyttelse for batteripakken, er det fortsatt brannfare ved ekstreme kollisjonsulykker.

Dette er fordi disse to materialene vil brytes ned når de når en viss temperatur. Litium ternær er omtrent 200 ℃ lavere og litiumjernfosfat er omtrent 800 ℃ lavere. Den kjemiske reaksjonen til ternært litiummateriale er mer intens, noe som vil frigjøre oksygenmolekyler, og elektrolytten vil brenne raskt ved høy temperatur, noe som fører til kjedereaksjon. Kort sagt, litium ternær er lettere å antenne enn litiumjernfosfat. Det er verdt å merke seg at vi snakker om materialer, ikke ferdige batterier.

Litiumjernfosfatbatteriet er mye mer stabilt. Selv om panelet er ødelagt, vil ikke kortslutningen eksplodere og brenne, og batteriet vil ikke ta fyr under den høye temperaturen på 350 ℃ (tre litiumbatterier kan ikke bæres ved 180-250 ℃). Derfor, når det gjelder sikkerhetsytelse, er litiumjernfosfatbatteri bedre.

Siden ternære litiummaterialer har slike potensielle sikkerhetsfarer, prøver produsenter også å forhindre ulykker. I henhold til pyrolyseegenskapene til ternære litiummaterialer, vil produsenter legge stor vekt på overladingsbeskyttelse (OVP), overutladningsbeskyttelse (UVP), overtemperaturbeskyttelse (OTP) og overstrømbeskyttelse (OCP). Tesla er trygg på sikkerheten fordi den har et batteristyringssystem som bedre kan håndtere de mer aktive litiumbatteriene. Selvfølgelig, ettersom flere og flere batteriselskaper, bilselskaper og profesjonelle batteriadministrasjonsselskaper fortsetter å utvikle seg på dette feltet, kan flere og flere selskaper også oppnå utmerket batteristyring, noe som vil forbedre sikkerheten betraktelig.