23 Jahre Batterieanpassung
Dec 05, 2019 Seitenansicht：976
Wir haben die ternäre Lithiumbatterie im vorherigen Artikel vorgestellt und dachten, sie würde der Hauptbatterietyp in der Leistungsbatterie werden, insbesondere im Pkw-Bereich. Verglichen mit der lithium-eisenphosphat-batterie hat sie eine höhere spezifische Energie und ein höheres Verhältnis, eine höhere Leistung, die den Anforderungen von Personenkraftwagen besser entspricht. Im vergangenen 2017 erreichte Chinas ternäre Batterie 15 GWh, was 44,71% entspricht, obwohl sie etwas niedriger ist als die lithiumeisenphosphatbatterie. Mit der Leistung eines Pkw-Elektroautos können wir jedoch davon ausgehen, dass sie bald die absolut erste sein wird.
Es ist jedoch erwähnenswert, dass die ternäre Lithiumbatterie unseres Landes hauptsächlich eine NCM-Batterie ist, nicht die bei Tesla verwendete ternäre NCA-Lithiumbatterie. Also, was ist der Unterschied zwischen den beiden, die zukünftige Entwicklung ist, wie wir zusammenkommen, um zu verstehen.
Zunächst bezieht sich NCM oder NCA auf das positive Elektrodenmaterial der Batterie. NCM bedeutet, dass das positive Elektrodenmaterial aus drei Materialien Nickel, Kobalt und Mangan besteht und das positive Elektrodenmaterial von NCA aus Nickel, Kobalt und Aluminium besteht. Sie sind die chemischen Initialen verwandter Elemente. Es ist ersichtlich, dass die ersten beiden der beiden ternären Materialien gleich sind, sowohl Nickel als auch Kobalt, wobei nur das letzte unterschiedlich ist, wobei das erstere Mangan und das letztere Aluminium ist.
Eine grundlegende Tatsache ist, dass mit zunehmendem Nickelgehalt die spezifische Kapazität des ternären Kathodenmaterials allmählich zunimmt und die Energiedichte der Zelle zunimmt. Daher kann in der NCM-Batterie gemäß dem Inhalt der drei das NCM-Material in NCM111, NCM523, NCM622, NCM811 usw. unterteilt werden, wobei die letzteren Zahlen das Verhältnis der drei darstellen. Unter der Forderung nach immer mehr Reichweite muss die spezifische Energie der Batterie höher sein. Zusammen mit dem steigenden Preis für Kobalt als seltenes Metall wird der NCM811 des Systems mit hohem Nickelgehalt in Zukunft eine wichtige Entwicklungsrichtung sein.
Das übliche Verhältnis von Nickel-Kobalt-Aluminium in NCA beträgt 8: 1,5: 0,5 und der Aluminiumgehalt ist sehr gering. Daher kann verstanden werden, dass es nahe an binärem Material liegt und Mangan durch Al (Übergangsmetall) ersetzt wird und Lithium-Nickel-Kobalt-Manganoxid durch das Ion geleitet wird. Dotierung und Oberflächenbeschichtung werden modifiziert, und Ionendotierung kann die Stabilität des Materials verbessern und die Zyklusleistung des Materials verbessern. Da Al im Produktionsprozess ein amphoteres Metall ist und nicht leicht ausgefällt werden kann, gibt es einen Schwellenwert für den NCA-Materialherstellungsprozess.
Aufgrund der hohen technischen Barrieren von NCA-Materialien konzentriert sich die derzeitige Produktionskapazität hauptsächlich auf Japan und Südkorea, und Chinas Massenproduktion ist relativ gering. Zu den Hauptlieferanten zählen Sumitomo, Japan Chemical Industry Co., Ltd. und Toda Chemical (Toda). Koreas Ecopro und GSEM verkaufen ebenfalls eine kleine Anzahl von Produkten. Unter diesen beliefert Toda hauptsächlich Japan AESC und Südkorea LGC, Sumitomo liefert hauptsächlich Panasonic und PEVE und Koreas korrespondierender Ecopro-Kunde ist SDI.
NCA-Batterien wurden in China nicht in Massenproduktion hergestellt. Die Hauptschwierigkeiten sind:
1. Die thermische Stabilität des Materials mit hohem Nickelgehalt im Ladezustand ist schlecht, was zu einer Verringerung der Sicherheit der Batterie führt, wodurch der Batteriehersteller und die Endproduktbenutzer Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der NCA-Batterie haben. und muss aus dem Batteriekern und dem Stromversorgungssystem entworfen werden. Und die Verwendung des Netzteils und anderer Aspekte des Systems für ein zuverlässiges Sicherheitsdesign.
Zweitens entsteht während des Lade- und Entladevorgangs eine ernsthafte Gasproduktion, die dazu führt, dass sich die Batterie ausbaucht und verformt, der Zyklus und die Haltbarkeit verringert werden und die Batterie potenzielle Sicherheitsrisiken aufweist. Daher besteht die NCA-Batterie normalerweise aus einem druckfesten zylindrischen Batteriegehäuse, das die Gasproduktion reduziert, um das Problem der Ausbuchtung und Verformung der Batterie zu kontrollieren.
Drittens verlangt NCA, dass die Luftfeuchtigkeit während des gesamten Prozesses der Batterieproduktion unter 10% geregelt wird, während andere Materialien derzeit nur eine strikte Kontrolle der Luftfeuchtigkeit während des Flüssigkeitsinjektionsprozesses erfordern. Dies ist eine große Herausforderung für inländische Unternehmen.
Es liegen noch keine veröffentlichten Daten vor und die Energiedichte, Sicherheit und Kostenleistung von NCA und NCM811 können detailliert verglichen werden. Es ist schwer zu sagen, dass es besser oder schlechter ist. Einige Experten wiesen jedoch darauf hin, dass NCA und NCM811 in der Leistung relativ nahe beieinander liegen, NCM811 jedoch im Preis etwas billiger ist. Darüber hinaus ist die Batterie des NCA-Systems nicht perfekt. Wenn Sie die Energiedichte weiter erhöhen möchten, müssen Sie weiterhin ein großes Volumen basierend auf dem 21700 herstellen, was das Batteriesicherheitsmanagement vor größere Herausforderungen stellt. Aus diesen Gründen ist die derzeitige Produktion von NCA-Batterien in China relativ gering und vernünftig. Im Jahr 2017 betrug die Beladung mit NCA-Batterien nur 286,5 MWh.
Der Autor konsultierte jedoch die relevanten Informationen von Tesla und stellte fest, dass Panasonic kürzlich gemeinsam mit Tesla eine 21700 NCA-Batterie auf den Markt gebracht hat. Die Energiedichte des Monomers liegt nahe bei 300 Wh / kg, was etwa 10% höher ist als die 250 Wh / kg der ursprünglichen 18650-Batterie. Es ist fast die weltweit höchste Lithium-Ionen-Batterie mit Energiedichte. Diese Zahl ist weitaus höher als die Energiedichte von 200 Wh / kg der NCM523-Batteriezelle mit der höchsten Haushaltsnutzungsrate, und sie ist auch deutlich höher als die Energiedichte der NCM811-Batterie, die gerade in China auftaucht und führend ist. Das heißt, das höchste Monomer ist 250 Wh / kg. Das System hat ein maximales Niveau von 200 Wh / kg. Daher ist es für NCA-Batterien immer noch notwendig, sich zu entwickeln. Glücklicherweise haben die meisten inländischen Batterieunternehmen diesbezüglich bereits Maßnahmen ergriffen, um zu sehen, wann sie technische Hindernisse überwinden und Massenproduktionskapazitäten aufbauen können.
Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.
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