Warum ist die Lithium-Eisenphosphat-Batterie auch in Zukunft die Hauptbatterie?

Warum ist die Batterie das Herz eines Elektroautos? Dies muss mit der Geschichte der Elektrofahrzeuge beginnen. Wenn es um elektrische Fahrzeuge mit neuer Energie geht, ist es einfach, sie in eine völlig neue Technologie und Dinge zu klassifizieren. Tatsächlich ist die Geschichte der Elektrofahrzeuge viel früher als erwartet, sogar vor Kraftstofffahrzeugen. Der Amerikaner Thomas Davenport baute 1834 das erste Gleichstrom-Elektrofahrzeug. 1838 erfand der Schotte Robert Davidson den elektrisch angetriebenen Zug; Heute noch wird die Straßenbahn 1840 in Großbritannien patentiert. Das erste Elektroauto der Welt wurde 1881 geboren und vom künstlichen französischen Ingenieur Gustav Truff erfunden, einem Dreirad, das mit einer Blei-Säure-Batterie betrieben wird. Dann wurden Brennstoffzellen wie Blei-Säure-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien als elektrische Energie verwendet.

Wie Sie sehen können, haben Elektroautos zwar vor der Entwicklung des Autokraftstoffs und in den frühen Tagen eine gewisse Größenordnung erreicht, aber in der Neuzeit aufgrund der sich entwickelnden Kraftstoffautos das Elektroauto im Wettbewerb frustriert. Die eigentliche Frage ist jedoch, dass der Vergangenheit bei Blei-Säure-Batterien von Elektroautos Vorrang eingeräumt wird, abhängig von der Dichte der Blei-Säure-Batterie, der Lebensdauer und der Leistungsbegrenzung. Es gab keine Methode für die Stromversorgung, Batteriedurchbrüche das bringt die Entwicklung des Elektroautos zum Stillstand.

Die Klassifizierung der Lithiumbatterie und die Vor- und Nachteile

Dieses Problem wurde nach dem Aufkommen von Lithiumbatterien und nach 20 Jahren intensiver Entwicklung allmählich verbessert.

Lithium-Ionen-Batterien werden normalerweise in zwei Kategorien unterteilt:

Lithiumbatterie: Die Lithiumbatterie verwendet im Allgemeinen Lithiummangandioxid als positives Polmaterial, Metall oder seine legierten Metallanodenmaterialien für Batterien, die Verwendung von Wasserelektrolytlösung.

Lithium-Ionen-Batterie: Bei der Lithium-Ionen-Batterie wird im Allgemeinen ein Lithiumlegierungs-Metalloxid-Anodenmaterial, Graphit als Kathodenmaterial, unter Verwendung einer nichtwässrigen Elektrolytbatterie verwendet.

Obwohl die Lithiummetallbatterie eine hohe Energiedichte aufweist, kann sie theoretisch 3.860 Watt / kg erreichen. Da es jedoch nicht stabil genug ist und nicht aufgeladen werden kann, kann es nicht als Akku für den wiederholten Gebrauch verwendet werden. Lithium-Ionen-Batterien wurden aufgrund ihrer Fähigkeit, wiederholt aufgeladen zu werden, als Hauptbatterien entwickelt. Aufgrund seiner Kombination mit verschiedenen Elementen variiert die Zusammensetzung des Kathodenmaterials jedoch in verschiedenen Aspekten stark, was zu einer Zunahme der Streitigkeiten der Industrie über den Weg des Kathodenmaterials führt.

Im Allgemeinen sind die am häufigsten verwendeten Leistungsbatterien Lithiumeisenphosphatbatterien, Lithiummanganatbatterien, lithiumkobaltoxidbatterien und ternäre Lithiumbatterien (ternäres Nickelkobaltmangan).

Die vor allem Batterietypen haben Vor- und Nachteile, zusammengefasst wie folgt:

Lithiumeisenphosphat:

Vorteile: lange Lebensdauer, Lade- und Entladerate, gute Sicherheit, hohe Temperaturbeständigkeit, Elemente, harmlos, die Kosten sind gering.

Nachteile: geringe Energiedichte, geringe Klopfdichte (Schüttdichte).

Das ternäre Lithium:

Vorteile: hohe Energiedichte, Klopfdichte ist hoch.

Fehler: schlechte Sicherheit, hohe Temperaturbeständigkeit, schlechte, schlechte Lebensdauer, Hochleistungsentladung, schlechte Elemente, giftig (ternäre Lithiumbatterieleistung nach dem Laden und Entladen steigt stark an, setzt die Sauerstoffverbrennung nach hohen Temperaturen extrem leicht frei).

Lithiummangansäure:

Vorteile: hohe Abgriffdichte und niedrige Kosten.

Nachteile: Die Hochtemperaturbeständigkeit ist schlecht, die Mangansäurelithiumtemperatur steigt nach längerem Gebrauch stark an, die Dämpfung der Batterielebensdauer ist schwerwiegend (wie bei Nissans Elektrofahrzeug LEAF).

Kobaltsäurelithium:

Normalerweise für 3-c-Produkte verwendet, ist die Sicherheit sehr schlecht und nicht für Akkus geeignet.

Theoretisch muss die Batterie eine hohe Energiedichte, hohe Volumendichte, gute Sicherheit, hohe Temperatur und niedrige Temperaturbeständigkeit, lange Lebensdauer, ungiftig harmlos, Hochleistungsladen und -entladung aufweisen und alle Vorteile von Niedrigleistung nutzen Kosten. Gegenwärtig gibt es jedoch keine derartigen Batterien, weshalb die Vor- und Nachteile verschiedener Batterietypen ausgewählt werden müssen. Und der unterschiedliche Strombedarf für den Batteriepunkt ist unterschiedlich, sodass wir nur auf der Grundlage des zu beurteilenden Plans des Elektroautos die Wahl der Batterieroute richtig beurteilen können.

Die Vorteile von lithium-eisenphosphat-batterien

Hier muss vor zwei Artikeln zurück sein, wir analysierten die Zukunft von Elektroautos sollten in kleinen Reichweiten, schnell aufladbare Elektroautos sein. Das derzeitige Familienauto benötigt eine große Reichweite von Zwei-Moden-Hybriden und eine große Anzahl von Nettoladungen auf dem Markt für öffentliche Verkehrsmittel. Ein solches Auto braucht welche Art von Batterie?

Eine Sicherheit,

Sicherheit ist die Voraussetzung für Autos, die zuerst notwendig sind. Im Gegensatz zu Mobiltelefonen und Computern kann ein Auto mit hoher Geschwindigkeit vielen unvorhersehbaren Faktoren ausgesetzt sein, wie z. B. Extrusions- und Kollisionsunfällen durch Batterien. Und alle nachteiligen Faktoren führen wahrscheinlich zu mehr älteren Menschen. Wir können ein altes Auto sehen, anstatt zu Fuß zu gehen, um minderwertige Blei-Säure-Batterien zu verwenden. Und ein Jahr ununterbrochener Brandereignisse wie Meister zu beenden, obwohl dank Teslas Sicherheitsdesign keine Verluste zu verzeichnen sind. Aber zur gleichen Zeit auch sehen wollen, ist dieses Ereignis sehr leichte Kollision, Kollision selbst, ohne Schaden für Autos und Menschen, und die Batterie brennt, also wenn es ein schwererer Unfall ist?

Zweitens die Entladungslebensdauer mit hoher Geschwindigkeit

Gewöhnliche Autos halten Jahrzehnte, und die Batterie eines Elektroautos benötigt in 10 Jahren mindestens 3.000 Zyklen. Batterie als teurere Komponenten, ist die Lebensdauer sehr wichtig, um sich mit dem Auto zu identifizieren, sowohl um die Leistung des Fahrzeugs zu gewährleisten als auch um die Interessen der Eigentümer zu gewährleisten, um den Markt zu fördern. Derzeit bieten die Elektroautos der Weltautohersteller, die erst im letzten Jahr von BYD "Qin" gelistet wurden, die lebenslange Garantie für Batterien.

Die Batterielebensdauer ist der Lebenszyklus, ist kein einfacher Batterieparameter, der durch die Zahlen angegeben wird. Der Zyklus der Batterie und der Batterielebenszykluszustand sind eng miteinander verbunden, wie z. B. Entladungsverhältnis, Ladeverhältnis, Temperatur usw. Die Lebensdauer der Batterielabordaten beträgt normalerweise 0,3 ° C bei konstanter Lade- und Entladerate bei der konstant besten Temperatur von 20 Grad . Im eigentlichen Transportprozess sind Geschwindigkeit und Temperatur jedoch konstant. Dies ist auch der Grund, warum häufig Laptops, Mobiltelefone oder Akkus Autobatterien die tatsächliche Nutzung länger leben als ein bestimmter Anbieter Daten. Und die mittlere und kleine Reichweite von rein elektrischen und Langstrecken-Zwei-Moden-Hybridautos, da die Batterie geringer ist, die Entladungsanforderungen höher sind, die Auswirkungen auf die Lebensdauer größer sind.

Beispielsweise kann die Lebensdauer von A123-Lithiumeisenphosphat-Batterien in der Regel mehr als 3000 Mal betragen. Flugzeugbatterien des Modells A123, Lithiumeisenphosphat auf 10 c Ladeverhältnis, 5 c Entladungsrate, verkürzen jedoch die Lebensdauer im Labor auf nur das 600-fache und im realen praktischen Gebrauch nur das 400-fache der Auswirkungen der sichtbaren Entladungsrate auf die Lebensdauer .

Nehmen Sie das Beispiel von BYD "Qin", nur 13 kWh Batteriespitzenleistung von 110 kW Motorantrieb. Kann berechnet werden, wenn das "Qin" das maximale Entladungsverhältnis bis zu 8,4 ° C voll auflädt, insbesondere wenn "Qin" nur 50% Leistung hat, kann das maximale Entladungsverhältnis 18 c erreichen. Wenn der Akku wieder eine niedrige Entladerate von mehr als 25 ° C aufweist, verkürzt sich die Lebensdauer des Akkus erheblich.

Schauen Sie sich die Tesla P85 Leistung an, die maximale Leistung des 310KW Motors sieht sehr groß aus, in der Tat beträgt die Batterieentladerate nur 4C. Bei einer Ladung von nur 30% beträgt die maximale Entladerate nur 10 ° C. Und der Akku mit großer Kapazität von Tesla verhindert weitgehend, dass sich der Akku in einer Hochleistungsentladung befindet.

Durch einen einfachen Kontrast können wir die Vorteile einer Hochgeschwindigkeitsentladung der Batterielebensdauer erkennen.

Drittens Temperaturanpassungsfähigkeit

Extrem kalte Auswirkungen auf den Akku, Hauptleistung bei niedriger Lade- und Entladerate und Reduzierung der Kapazität; Extremer Wärmeeffekt auf den Akku. Die Hauptshow besteht darin, die Lebensdauer, die Sicherheit bei hohen Temperaturen und die Fähigkeit zum Laden und Entladen zu verringern.

Sehr kalt für den Einfluss der Batterie ist relativ gering, da im Allgemeinen Lithiumbatterien unter 20 Grad unter Null verwendet werden können und beim Entladen der Batterie selbst Wärme erzeugt, aber die Erhöhung des Energieverbrauchs und der Verlust von Macht ist unvermeidlich.

Die Auswirkungen extremer Kälte auf reine Elektroautos unterscheiden sich von denen von Dual-Mode-Hybriden. Da reine Elektrofahrzeuge keine anderen Energiequellen haben, müssen sie auf eine Batterieentladungsheizung angewiesen sein, um unter extrem kalten Bedingungen die richtige Temperatur zu erreichen, was einen großen Einfluss auf den Energieverbrauch und die Reichweite hat. Tesla weist im Winter erhebliche Unterschiede in Bezug auf Frieden und Wasser auf, unabhängig vom Energieverbrauch von 100 Kilometern und der Reichweite.

Denn der Zwei-Moden-Hybrideffekt ist schwächer. Da der Hybridmotor als Notstrom, wie BYD im vergangenen November in Baotou, "Qin" Werbemaßnahmen, wenn Temperaturen in 15 bis 20 Grad unter Null in der Nacht, sehr kalt am Morgen der Trägerrakete, schaltet das System automatisch auf HEV Modus, motorgetriebene Klimaanlage, verbessern Sie schnell die Temperatur im Auto, wenn die Temperatur verbessert wird, und wechseln Sie dann zurück zum EV-Modell.

Extrem heiße sind von großem Einfluss auf den reinen Elektro- und Hybridantrieb, wie die Batterie selbst, die Hochleistungsentladungstemperatur steigt an. In einer gewöhnlichen Lithium-Ionen-Batterie, beispielsweise einer Entladung von 20 ° C, kann die Temperatur der Batterie auf fast 50 Grad erhöht werden. Eine so hohe Temperatur wirkt sich nicht nur auf die Batterielebensdauer aus, sondern ist auch wichtiger für das Sicherheitsrisiko. B. ternäre Tesla-Batterien können bei hohen Temperaturen Sauerstoff freisetzen, und Sauerstoff ist ein brennbares Objekt. Tesla senkt die Temperatur durch ein zirkulierendes Kühlsystem und hüllt die isolierte Batterie in einen harten Koffer, um zu verhindern, dass Sauerstoff entweicht. Aber wenn es um Aufprall geht, ist es immer noch unvermeidlich, Feuer zu fangen.

Viertens die Energiedichte

Die Energiedichte ist, wie der Name schon sagt, die Leistung des Batteriegewichts. Die Energiedichte wird normalerweise als guter wichtiger Index für die Batterie beurteilt, aber in meinem Analysesystem ist die Energiedichte in der Batterieleistung nicht sehr wichtig.

Es gibt zwei Gründe:

1. Die Energiedichte muss mit anderen Leistungen kombiniert werden. B. Lithiumeisenphosphat-Batterie-Energiedichte ist nicht hoch. Aber wegen seiner Eigenschaften der Sicherheit und Stabilität von Hochtemperaturbeständigkeit, um Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien der Batterie ist sehr einfach, brauchen nicht viel Schutz Hilfsausrüstung. Und obwohl Tesla ternäre Zellen Batteriezellendichte hoch ist, aber wegen seiner schlechten Sicherheit nicht hochtemperaturbeständig ist, so muss mit einem komplexen Satz von Batterieschutzausrüstung kombiniert werden, haben diese Geräte das Gewicht des Autos erhöht. Berichten zufolge wird Tesla nach dem ununterbrochen brennenden Unfall, der bereit ist, das Batterieschutzgerät zu stören, den Energiedichtevorteil der ternären Batterie schwächen.

2. Gewicht für die Auswirkungen eines Autos, insbesondere für den Mainstream-Trend der zukünftigen Elektroautos, Hybridautos und kleinen Serien von reinen Elektrofahrzeugen. Wir können uns einen Vergleich von Batterien mit einer Energiedichte von 130 kWh / kg und einer Energiedichte von 200 kWh / kg vorstellen. Selbst die größten 80 Grad Strom, zwei Arten von Unterschieden, aber 200 kg Gewicht der Batterie.

Dies hat eine sehr geringe Auswirkung auf ein Auto, das nahe an 2 Tonnen liegt.

Ich denke also, obwohl die Batterieenergiedichte der Natur umso größer ist, desto besser, aber es muss nicht absichtlich das Maximum verfolgt werden. Insbesondere je größer die Energiedichte ist, desto stabiler ist dies. Solange das Niveau ausreicht, ist die Energiedichte nicht zu wichtig.

Fünftens die Kosten

Die Kosten sind sehr gut bekannt, und es muss einen Kostenvorteil für eine breite Akzeptanz geben, der im ersten Teil dieser Reihe berechnet wurde. Kleine reine Elektro- oder Hybrid-Elektrofahrzeuge müssen einerseits die Menge der Fahrzeugbatterien reduzieren, um die Kosten für Batterien zu sparen, andererseits müssen die Kosten für Batterieschutzausrüstung gesenkt werden. Daher haben wir festgestellt, dass die Batteriekosten von Tesla niedrig sind, die Gesamtkosten jedoch immer noch hoch sind.

Durch die obige Diskussion wissen wir, dass verschiedene Lithiumionenbatterien natürliche Vor- und Nachteile haben. Wichtig ist jedoch, wie Sie die Schlüsselelemente der zukünftigen Entwicklung von Elektrofahrzeugen aussortieren, damit Sie die richtige Batterie auswählen können.

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