Was ist besser, ternäre Lithium-Ionen-Batterien oder Lithium-Eisenphosphat-Batterien?

Aug 12, 2020   Seitenansicht:9142

Ternäre Lithiumbatterie ist eine Lithiumbatterie, die Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan (LiNiCoMnO2) als Anodenmaterial verwendet. Das Vorläuferprodukt des ternären Verbundanodenmaterials besteht aus Nickelsalz, Kobaltsalz und Mangansalz. Das Verhältnis von Nickel-Kobalt-Mangan kann je nach tatsächlichem Bedarf angepasst werden.

Lithiumeisenphosphatbatterie (LiFePO4-Batterie) bezieht sich auf die Lithiumionenbatterie, die LiFePO4 als positives Elektrodenmaterial verwendet. Lithium-Eisenphosphat-Akkus gelten aufgrund ihrer Vorteile wie hohe Sicherheit, lange Lebensdauer, Entladungsrate und hohe Temperaturbeständigkeit als Lithium-Ionen-Akkus der neuen Generation.

Ternäre Batterie vs LiFePO4 Batterie

Artikel Molekularformel Spannungsplattform Spezifische Kapazität Klopfdichte Sicherheit Fahrräder Kosten
Ternäre Batterie LiNiCoMnO2 3.6 160 2.0-2.3 Mittel 2000 mal Hoch
LiFePO4-Akku LiFePO4 3.2 150 1.0-1.4 Hoch 3500 mal Mittel

Erweitertes Lesen
Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC) -Batterie
Arten und Eigenschaften ternärer Materialien;
Vor- und Nachteile der ternären Batterie;
Vergleich von ternärer Batterie und LiFePO4-Batterie

Best Lifepo4 Battery Guide
In diesem Artikel werden die Struktur und das Prinzip des Ladens von Lithiumeisenphosphat-Batterien sowie die Marken- und verwandten Produktempfehlungen ausführlich vorgestellt.

Obwohl die inländischen Subventionen für neue Energiefahrzeuge allmählich zurückgegangen sind, haben die schrittweise Anreicherung der Infrastruktur und die wachsende Anzahl optionaler Modelle auch die Verbraucher dazu veranlasst, die Popularität neuer Energiefahrzeuge anzunehmen. Neue Energiefahrzeuge sind nicht nur eine alternative Lösung für den Nichtkauf von Kraftstofffahrzeugen in Sperrgebieten, sondern bieten auch viele einzigartige Vorteile: eine ruhige Fahrumgebung, eine saubere Energie, niedrige Kosten für den täglichen Betrieb des Autos und die sofortige Super-Drehmomentabgabe bei das Fahrzeug startet, was viele Freunde beneiden kann, die konventionelle Fahrzeuge fahren.

Als Stromquelle für Elektrofahrzeuge ist die Batterie natürlich einer der wichtigsten Teile eines Autos. Jeder Gebrauch von Elektrofahrzeugen wie Batterielebensdauer, Laden und Entladen ist auch untrennbar mit der Leistung der Batterie verbunden. Gegenwärtig ist die Haushaltsbatterie hauptsächlich in zwei Fraktionen unterteilt: Lithiumeisenphosphat und ternäres Material, abhängig von den Unterschieden der positiven Elektrodenmaterialien. Obwohl beide Sekundärbatterien sind, können sie wiederholt zum Laden und Entladen verwendet werden. Der größte Unterschied ist die Leistung während der Verwendung des Prozesses aufgrund unterschiedlicher Materialien.

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Ternäre Lithium-Ionen-Batterie oder Lithium-Eisenphosphat-Batterie?

Um herauszufinden, welche Batterie besser ist, sollten wir zuerst mehr über den Unterschied zwischen ihnen wissen.

12.8 V 60 Ah LiFePO4-Batterie zur Überwachung von Geräten mit 485-Kommunikation
32700 12,8 V 60 Ah LiFePO4 Batteriepack Beobachtungs Ausrüstung Batteriezelle: 32700 / 3,2 V / 5,7 Ah LCD-Anzeigebildschirm 485 Kommunikationsmanagement: SOC-Management und Fehlerwarnung

Die Lithiumeisenphosphatbatterie ist eine Lithiumionenbatterie, die Lithiumeisenphosphat als positives Elektrodenmaterial verwendet. Das Merkmal ist das Fehlen von Edelmetallelementen (wie Kobalt), so dass der Preis aufgrund derart niedriger Rohstoffkosten sehr niedrig sein kann. Während des tatsächlichen Gebrauchs bietet die Lithiumeisenphosphatbatterie die Vorteile einer hohen Temperaturbeständigkeit, einer sicheren Stabilität, eines niedrigeren Preises und einer besseren Zyklusleistung.

Die ternäre Lithiumionenbatterie ist eine Lithiumionenbatterie, die Ni-Co-Lithiummanganat als positives Elektrodenmaterial und Graphit als negatives Elektrodenmaterial verwendet. Anders als bei Lithiumeisenphosphat ist die Spannungsplattform der ternären Lithiumionenbatterie sehr hoch, was bedeutet, dass die spezifische Energie und die spezifische Leistung derselben bei gleichem Volumen oder Gewicht größer sind. Darüber hinaus bieten ternäre Lithium-Ionen-Batterien große Vorteile beim Laden mit hoher Geschwindigkeit und bei niedrigen Temperaturen.

Um ehrlich zu sein, ist jede Art von Technologie von Vorteil. Sie haben nur Unterschiede in konkreten Produkten oder Umgebungen. Was die Batterie betrifft, können wir keine Entscheidung treffen, indem wir einerseits urteilen. Während der Anwendung ist die ternäre Lithium-Ionen-Batterie für Elektrofahrzeuge im Haushalt besser geeignet als die Lithium-Eisenphosphat-Batterie.

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Warum ist die ternäre Lithium-Ionen-Batterie besser für Elektrofahrzeuge im Haushalt geeignet?

Erstens eine bessere Entladeleistung bei niedrigen Temperaturen

China hat ein riesiges Territorium und ein komplexes Klima. Die Temperatur ist von den nördlichsten drei nordöstlichen Provinzen bis zu den südlichsten Hainan-Inseln veränderbar. Am Beispiel Pekings als Hauptmarkt für Elektrofahrzeuge liegt die höchste Sommertemperatur in Peking bei etwa 40 ° C, während sie im Winter im Wesentlichen bei etwa 16 ° C oder sogar darunter liegt. Ein solcher Temperaturbereich ist offensichtlich für eine ternäre Lithiumionenbatterie mit einer besseren Niedertemperaturleistung geeignet. Während die Lithium-Eisenphosphat-Batterie mit hoher Temperaturbeständigkeit in einem so kalten Winter nicht gut funktionieren kann.

"Relative Kapazitätsrate zu 25 ° C" bezieht sich auf das Verhältnis des Vergleichs der Entladekapazität bei verschiedenen Temperaturbedingungen mit der bei 25 ° C. Dieser Wert kann die Batteriedämpfung unter verschiedenen Temperaturbedingungen genau wiedergeben. Je näher an 100%, desto besser die Batterieleistung.

Aus der obigen Abbildung ist ersichtlich, dass diese beiden Batterietypen die gleiche Entladekapazität haben, die bei einer hohen Temperatur von 55 ° C und einer normalen Temperatur von 25 ° C entladen wird. Bei -20 ° C hat die ternäre Lithiumionenbatterie jedoch Bessere Leistung im Vergleich zur Lithium-Eisenphosphat-Batterie.

Zweitens höhere Energiedichte

Nach Angaben des inländischen ternären Materials des führenden Unternehmens für zylindrische 18650-Batterien - der BAK-Batterie - hat die Energiedichte der 18650-Batterie 232 Wh / kg erreicht und wird weiter auf 293 Wh / kg erhöht. Im Gegensatz dazu beträgt die Energiedichte der aktuellen Haushalts-Lithium-Eisenphosphat-Batterie nur etwa 150 Wh / kg. Wie Experten der heimischen Batterieindustrie sagen, kann die Energiedichte von Lithiumeisenphosphatbatterien in den nächsten Jahren kaum 300 Wh / kg erreichen.

Im Gegensatz zu großen Elektrobussen ist der Platz für Elektroautos zu Hause immer das erste Urteil. Lithiumeisenphosphatbatterien mit geringerer Energiedichte nehmen Platz im Auto ein, und aufgrund des höheren Gewichts wird die Batterielebensdauer auch während der Anwendung stark beeinträchtigt. Relativ gesehen kann der ternäre Lithium-Ionen-Akku mit höherer Energiedichte nicht nur Platz sparen, sondern auch das Gewichtsproblem lösen.

18650 14.4 V 6.3 Ah ternäre Batterie Samsung Batterie für Medizinprodukte mit SMBUS-Kommunikation
Ternäre Batterie für Medizinprodukte Pufferbatterie des Medizinprodukts Batteriespezifikation: 18650 / 4S2P / 14,4 V / 6,3 Ah Ladetemperatur: 0 ~ 45 ℃ Entladungstemperatur: -20 ~ 60 ℃ Ladestrom: ≤ 3 A.

Drittens höhere Ladeeffizienz

Neben der Batterielebensdauer ist das Laden der andere wichtige Teil der Anwendung von Elektrofahrzeugen, und ternäre Lithiumionenbatterien haben einen großen Vorteil gegenüber Lithiumeisenphosphatbatterien hinsichtlich der Ladeeffizienz.

Gegenwärtig ist die auf dem Markt übliche Lademethode das Laden mit konstantem Strom und konstanter Spannung. Im Allgemeinen ist das Laden mit konstantem Strom die erste Wahl beim Laden, da der Strom groß ist und die Ladeeffizienz relativ höher ist. Nachdem die Spannung einen bestimmten Wert erreicht hat, reduziert sich der Strom auf eine konstante Spannungsladung, die eine vollständige Ladung bewirken kann. In diesem Prozess wird das Verhältnis der Konstantstrom-Ladekapazität zur Gesamtbatteriekapazität als Konstantstrom-Verhältnis bezeichnet. Dies ist eine Schlüsselfigur bei der Messung der Ladeeffizienz eines Akkus während des Ladevorgangs. Im Allgemeinen ist die elektrische Größe in der Konstantstromphase umso höher, je höher das Verhältnis ist, was eine bessere Ladeeffizienz gewährleistet.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass, wenn die ternäre Lithiumionenbatterie und die Lithiumeisenphosphatbatterie unter 10 ° C geladen werden, es keinen signifikanten Unterschied hinsichtlich des Konstantstromverhältnisses gibt. Beim Laden mit einer Geschwindigkeit über 10 ° C wird das konstante Stromverhältnis der Lithiumeisenphosphatbatterie schnell verringert und die Ladeeffizienz wird schnell verringert.

Viertens sichere Lebensdauer

Bei Haushaltsfahrzeugen übertrifft die Nennlebensdauer des ternären Materials und der Lithiumeisenphosphat-Batterie die tatsächlichen Benutzergewohnheiten bei weitem, sodass die Lebensdauer vollständig gewährleistet werden kann. Am Beispiel der aktuellen hochleistungsbatterie 18650 der BAK-Batterie kann die Batteriekapazität nach 1000 Lade- und Entladezyklen immer noch über 90% bleiben. Da der Autor dieses Artikels auch Besitzer eines Elektroautos ist, wird an den kältesten Wintertagen, die nicht länger als einen Monat dauern, die warme Luft häufig eingeschaltet, sodass das Auto nur alle 2 Tage aufgeladen werden muss. während der Rest der Tage nach 3-4 Tagen aufgeladen werden kann. Unter der Annahme, dass der Ladevorgang durchschnittlich 3 Tage im Jahr dauert, dauert der Ladevorgang in einem Jahr ungefähr 6 Mal, und es dauert ungefähr 8 Jahre, um die 1000-fache Zykluslebensdauer zu erreichen, was im Grunde mehr ist als der derzeitige durchschnittliche Autowechselzyklus der Chinesen Verbraucher.

5. Ausreichend sichere Materialien und Prozesse

Der schädlichste Teil des traditionellen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor ist der Kraftstoff mit enormer Energie. Der niedrigexplosive flüssige Kraftstoff wie Benzin kann leicht ein großes Sicherheitsrisiko verursachen, sobald er austritt. Um dieses Problem zu lösen, wird die Leistungsbatterie des neuen Energiefahrzeugs von einem perfekten Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht, und jede Batterie kann die genaueste Kontrolle erhalten, um Unfälle zu vermeiden.

Nehmen Sie als Beispiel das Batterieprodukt BAK 18650 für den Einzelzellenprozess. BAK ordnet Schutzadditive und reaktive Additive an den positiven und negativen Elektroden an, um das Sicherheitsproblem zu vermeiden, das durch die Zersetzung des Elektrolyten verursacht wird. Gleichzeitig werden Sicherheitsschutzmaßnahmen wie Keramikmembran und negative Keramikbeschichtung hinzugefügt, um den Unfall von der Grundursache aus zu kontrollieren. Darüber hinaus hält das kleine zylindrische 18650-Batteriemoduspaket BAK einen ausreichenden Sicherheitsabstand zwischen den einzelnen Batterien ein, um sicherzustellen, dass der Unfall einer einzelnen Batterie keine Auswirkungen auf andere Batterien hat.

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Ternäre Lithiumbatterien sind führend auf dem zukünftigen Markt für Strombatterien

Im Bereich der Elektrofahrzeuge war USA Tesla schon immer der Maßstab für viele inländische Fahrzeughersteller. Aufgrund der Stärke traditioneller Fahrzeughersteller, die versuchen, neue Energiefahrzeuge zu entwickeln, ist die Einführung des BMW i3 zu einem Prototyp geworden. Interessanterweise haben beide traditionellen Energiefahrzeuge eine ternäre Lithium-Ionen-Batterie als Leistungsbatterie gewählt. Im Gegensatz zum Inlandsmarkt haben auch viele Autohersteller wie JAC, BYD und BAIC begonnen, Original-Lithium-Eisenphosphat-Batterien durch ternäre Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen.

Genau wie das alte Sprichwort: gut oder schlecht, ist der richtige Gebrauch das Beste. Ausländische Autounternehmen wählen den gleichen Batterietyp, ein weltweiter Trend. Es wird angenommen, dass in naher Zukunft der Batteriemarkt für Elektrofahrzeuge neu gemischt wird. Die ternäre Lithium-Ionen-Batterie wird aufgrund ihrer niedrigen Temperaturbeständigkeit, hohen Energiedichte, hohen Zykluseffizienz und Sicherheitsgarantie auch auf dem neuen Markt eine wichtige Rolle spielen.

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