Zergatik aldatu da Tesla 2170era? Zeintzuk dira litiozko bateria ternarioaren abantailak

18650 bateria Teslaren kondaira bat zen. Orain, 3 ereduaren ekoizpen masiboarekin, 18650 bateriaren misio historikoa amaitzen ari da. Tesla modelo guztiek 21700 litiozko bateria ordezkatu dezakete. Zein da honen atzean?

1. Osaera eta sailkapena?

Litiozko bateriak esan nahi du sistema elektrokimikoak litiozko bateria duela, gutxi gorabehera litiozko baterian eta litiozko baterian bana daitekeela. Litio metalikorik ez edukitzea eta kargagarria izatearen izaera komertziala dela eta, litiozko bateria itxura zilindriko eta karratuetan bana daiteke, eta batez ere lau zatiz osatuta dago: elektrodo positiboaren materiala, elektrodo negatiboaren materiala, elektrolitoa eta diafragmaren materiala (artikulu hau jatorrizkoa da, mesedez zehaztu erreproduzitzen den).

Litiozko baterietan erabiltzen diren anodo-materialak eta anodo-materialak hainbat bateria motatan bana daitezke. Adibidez, erabili ohi diren anodo materialen artean litio kobalatoa, litio manganatoa, nikela, litio burdin fosfatoa eta material ternarioak daude. Anodo erabili ohi diren materialen artean grafitozko karbonozko materialak, eztainuan oinarritutako materialak, siliziozko materialak eta titaniozko materialak daude. Horien artean, litio kobalatoa da litiozko baterien anodoen material gehienak.

2. Zein da litiozko bateriaren norabide teknikoa?

Tri kobalto manganesoa ere deitzen zaio, hau da, nikela, kobaltoa eta manganesoaren hiru material material positiboak dira, grafitoa bateriaren material positiboa da eta bere nikel gatza, kobalto gatza eta manganeso gatza lehengaiak dira. Nikel, kobalto eta manganesoaren proportzioa benetako egoeraren arabera egokitu daiteke. Norabide tekniko nagusiak dituzten bateria-enpresek, hala nola, Japonia eta Korea, litio-burdin fosfatoaren bateria litio-fosfato ferrosoan oinarritzen da material negatibo gisa, eta grafitoa material negatibo gisa, hau da, BYDren zuzendaritza tekniko nagusia; Litio titanatozko bateriak bi motatan bana daitezke. Bata litio titanatoa da katodoaren material gisa, litio manganatoa eta litio burdin fosfatoa, berriz, material ternarioak eta litiozko baterien katodoaren materiala. Hau da gaur egun Zhuhai Silver-en norabide nagusia. Bestea litio titanatoa da katodo gisa, eta litio metalikoa edo litio aleazio katodoa litiozko bateria (hau jatorrizko produktua da, katu autoaren abiarazlea, zehaztu transferentzia).

3. Zeintzuk dira litiozko bateria ternarioaren abantailak?

Litiozko bateria ternarioaren abantailarik handiena energia biltegiratzeko dentsitate handian datza, normalean 200WH/kg-tik gorakoa, eta litio-burdin fosfatoaren 90-120Wh/kg-rekin erlazionatuta dago, bidaiarien autoen merkatuaren kilometrajearen eskarirako egokiagoa dena. . Litiozko bateriaren materialen deskonposizio tenperatura 200 ℃ ingurukoa da, eta horrek oxigeno molekulak askatuko ditu. Tenperatura altuko eta errekuntza azkarraren, elektrolitoen pilen eta berezko errekuntza eta leherketa arriskuen kasuan, baterien kudeaketa-eskakizunak oso handiak dira. (OVP) gainkarga babesa, deskarga babesa (UVP), tenperatura gaina babesa (OTP) eta korronte gehiegizko babesa (OCP) osatu behar da. Hori dela eta, litiozko bateria ternarioak ibilgailu elektriko hutsek erabiltzen dituzte Txinako merkatuan %76ra arte. Hala ere, autobus elektrikoen kopurua % 27,6 baino ez da, litio burdin fosfatoa, berriz, % 64,9.

4. Zergatik aldatu zen Tesla 2170ra?

Teslak erabiltzen dituen 18650 eta 2170 zenbakiko bateriak litiozko kopolimero ternarioko bateriak dira. 18650 18mm-ko diametroa eta 65mm-ko luzera duen bateria zilindrikoa da, eta 2170 21mm-ko diametroa eta 70mm-ko luzera duen bateria zilindrikoa da. Prozesuaren kontrolaren eta lehengaien bidez energia-dentsitatea hobetzea eta bateriaren kostua murriztea ezinezkoa denez, bolumen handiagoa duen 2170 bateria ezinbesteko aukera bihurtzen da. Eredua eta ModelX Model3 lehen aldiz erabili ondoren ordezkatzea espero da.

Musk-ek dio 2170eko bateria munduko energia-dentsitate handiena eta merkeena dela, 300 WH/kg-ko energia-dentsitatearekin, hau da, 18650ean 233 WH/kg-rekin erlazionatuta. Energia-dentsitatea ia 20 handitu da. %, baina bere bateria sistemaren kostua 155 dolar/WH da, hau da, 171/18650 WH-rekin erlazionatuta, murrizketa mugatua dena. Musk watt orduko 100 dolarreko helburua lortzeko oraindik bide luzea dagoen arren, aurrerapauso bat da oraindik. Hurrengo urratsa bateria-material berriak berritzea izan beharko litzateke kostuak murrizteko. Litiozko bateria ternarioa litio-nikela kobalto manganeso oxidoz (Li (NiCoMn) O2) terpolimeroz osatutako litio-pila mota bat da. Material konposatu katodo ternarioaren produktu aitzindariak nikel gatza, kobalto gatza eta manganeso gatza hartzen ditu lehengai gisa, eta nikel, kobalto eta manganesoaren proportzioa benetako egoeraren arabera egokitu daiteke.

Segurtasuna da lehentasun nagusia

Litiozko bateria ternarioaren ezaugarriak energia-dentsitate eta tentsio altua dira, beraz, pisu berdina duen bateria-paketeak ahalmen handiagoa du, eta autoa urrunago eta azkarrago joan daiteke. Hala ere, bere ahultasuna egonkortasun eskasean datza. Barne zirkuitu labur bat badago edo substantzia positiboak ura topo egiten badu, sugar irekiak egongo dira. Hori dela eta, babeserako altzairuzko geruza bat erabiltzen da. Teslaren bateria paketea 7000 18650 bateria inguruz osatuta dago. Teslak bateria paketeari babes osoa ematen dion arren, oraindik ere sute arriskua dago muturreko talka istripuetan.

Hau da, bi material hauek tenperatura jakin batera iristean deskonposatuko direlako. Litio ternarioa 200 ℃ inguru txikiagoa da eta litio burdin fosfatoa 800 ℃ inguru. Litio material ternarioaren erreakzio kimikoa biziagoa da, eta horrek oxigeno molekulak askatuko ditu, eta elektrolitoa azkar erreko da tenperatura altuan, kate-erreakzioa eraginez. Laburbilduz, litio ternarioa errazago pizten da litio burdin fosfatoa baino. Aipatzekoa da materialei buruz ari garela, ez prest egindako pilei buruz.

Litio-burdin fosfatoaren bateria askoz egonkorragoa da. Panela apurtzen bada ere, zirkuitu laburrak ez du eztanda egingo eta erreko, eta bateriak ez du su hartuko 350 ℃-ko tenperatura altuan (litiozko hiru bateria ezin dira eraman 180-250 ℃). Hori dela eta, segurtasun-errendimenduari dagokionez, litio-burdin fosfatoaren bateria hobea da.

Litiozko material ternarioek segurtasun arriskuak dituztenez, fabrikatzaileak ere istripuak saihesten saiatzen ari dira. Litio-material ternarioen pirolisi-ezaugarrien arabera, fabrikatzaileek garrantzi handia emango diote gainkarga babesari (OVP), deskargaren babesari (UVP), tenperaturaren gaineko babesari (OTP) eta korrontearen gaineko babesari (OCP). Tesla ziur dago segurtasunean, bateriak kudeatzeko sistema bat duelako, litiozko bateria aktiboagoak hobeto kudeatu ditzakeena. Jakina, gero eta bateria-enpresek, automobil-enpresek eta bateria-kudeaketako enpresa profesionalek eremu honetan garatzen jarraitzen duten heinean, gero eta enpresa gehiagok ere lor dezakete bateria-kudeaketa bikaina, eta horrek segurtasuna asko hobetuko du.