شرح مفصل لمادة الكاثود في بطارية 6s ليبو

من منظور هيكل تكلفة بطارية ليبو 6s، القطب الموجب، القطب السالب، الإلكتروليت والفاصل هي المواد الخام الأربعة الرئيسية، ونسبتها في التكلفة أعلى بكثير من المواد الأخرى مثل أسلاك التوصيل، الموصلات والعوامل الموصلة. هذا مشابه لبطارية ليبو 6s. المبدأ الأساسي للعمل هو نفسه. بعد ذلك، سيقدم مصنع بطاريات ليبو 6s المحترف CNHL مواد القطب الموجب من المواد الأربعة المذكورة بالتفصيل.
فيما يتعلق بمحتوى الإلكتروليت في بطارية ليبو 6s، يحتوي المقال التالي على مقدمة مفصلة، ويمكن للشركاء المهتمين الاطلاع عليه بأنفسهم:
إلكتروليت بطارية ليبو 6s من Cnhl، الوظيفة العملية وبناء النظام الكلاسيكي

مادة القطب الموجب لبطارية ليبو 6s

حالياً، مادة القطب الموجب هي المادة الأساسية لبطارية ليبو 6s، وهي العامل الرئيسي الذي يحدد أداء بطارية ليبو 6s. لها تأثير مباشر على كثافة الطاقة النهائية، الجهد، عمر الخدمة والسلامة للمنتج. كما أنها الجزء الأغلى في بطارية ليبو 6s. لهذا السبب، غالباً ما تُسمى بطارية ليبو 6s حسب مادة القطب الموجب، مثل البطارية الثلاثية، وهي بطارية ليبو 6s التي تستخدم المادة الثلاثية كمادة القطب الموجب.
الاختلاف بين مواد القطب الموجب المختلفة واضح، ومجالات التطبيق مختلفة أيضاً. يمكن تقسيم مواد القطب الموجب الشائعة إلى أكسيد الكوبالت الليثيوم (LCO)، المنغنات الليثيوم (LMO)، فوسفات الحديد الليثيوم (LFP)، والمواد الثلاثية (NCM).

1) مادة القطب الموجب لأكسيد الكوبالت الليثيوم لبطارية ليبو 6s

هي أول مادة قطب موجب تم تسويقها تجارياً لبطارية ليبو 6s. كثافة طاقتها أعلى من بطاريات قابلة لإعادة الشحن مثل نيكل-هيدريد المعدن والرصاص الحمضي. تعكس أولاً إمكانات تطوير بطارية ليبو 6s، لكنها مكلفة جداً وعمر دورة منخفض. مناسبة فقط لمنتجات الإلكترونيات 3C. . على الرغم من أن المنغنات الليثيوم منخفضة التكلفة، إلا أن كثافة طاقتها ليست جيدة. تم استخدامها في المركبات الكهربائية البطيئة السرعة في البداية، مثل سيارات البطارية، إلى حد ما. اليوم، تُستخدم بشكل رئيسي في أدوات الطاقة ومجالات تخزين الطاقة، ونادراً ما تُرى في بطاريات الطاقة.
حالياً تُستخدم بشكل رئيسي في مجال المركبات الكهربائية، وهناك مساران تقنيان للمواد الثلاثية وفوسفات الحديد الليثيوم. في عام 2020، كانت نسبة مواد القطب الموجب لبطارية ليبو 6s تحتل المرتبة الأولى (46%) والثانية (25%).

2) مادة القطب الموجب الثلاثية لبطارية ليبو 6s

الميزة الأساسية هي كثافة الطاقة العالية. تحت نفس الحجم والوزن، عمر البطارية يتفوق بكثير على المسارات التقنية الأخرى. لكن عيوبها واضحة جداً أيضاً: السلامة الضعيفة، نقطة الاشتعال المنخفضة عند التعرض للصدمات وبيئة درجات الحرارة العالية. في اختبارات السلامة الحديثة مثل الوخز والشحن الزائد، التي تكون أكثر سخونة، من الصعب على بطاريات الطاقة الثلاثية ذات السعة الكبيرة اجتياز الاختبار. هذا العيب في أداء السلامة هو الذي قيد دائماً التجميع واسع النطاق والتطبيق المتكامل لمسار تقنية المواد الثلاثية.

3) مادة القطب الموجب لفوسفات الحديد الليثيوم لبطارية ليبو 6s

فوسفات الحديد هو العكس تماماً للمواد الثلاثية، كثافة الطاقة (حول كثافة طاقة بطارية ليبو 6s، يحتوي المقال التالي على مقدمة مفصلة:
تحسين كثافة طاقة بطارية ليبو 1200mah - تحسين كثافة الخلايا) وعمر البطارية متوسطان، لكن السلامة جيدة جداً. هيكلها البلوري فريد من نوعه من نوع الأوليفين، وهيكل الهيكل الفراغي لا يتشوه بسهولة، مما يسمح لها بالبقاء مستقرة في بيئة درجات حرارة عالية.

مقارنة مواد القطب الموجب لبطارية ليبو 6s

1) السلامة

تبدأ المادة الثلاثية في التحلل وإطلاق الأكسجين عند حوالي 150 ℃ ~ 250 ℃، مما يسبب احتراق الإلكتروليت. بالمقابل، درجة حرارة تحلل فوسفات الحديد الليثيوم حوالي 600 ℃، وميزة السلامة واضحة جداً. بناءً على المزايا أعلاه، يمكن لفوسفات الحديد الليثيوم اجتياز العديد من اختبارات السلامة التي لا تستطيع البطاريات الثلاثية اجتيازها.

2) عمر الخدمة

من ناحية أخرى، عمر خدمة بطارية فوسفات الحديد الليثيوم 6s له ميزة كبيرة أيضاً، وعدد دوراته يتجاوز بكثير المسارات التقنية الأخرى، مما يلبي الطلبين الرئيسيين لمستهلكي المركبات الكهربائية: السلامة والمتانة.
حالياً، انخفضت القدرة المركبة للبطاريات الثلاثية، وحصة السوق لبطارية فوسفات الحديد الليثيوم 6s تزداد بسرعة. تظهر الإحصائيات أنه في عام 2020، بلغ إجمالي مبيعات بطاريات الطاقة المحلية 65.9 جيجاوات ساعة، منها 38.9 جيجاوات ساعة من بطاريات Sanyuan 6s المركبة في المركبات، بنسبة 61.1%، بانخفاض تراكمي 4.1%; بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم المركبة 24.4 جيجاوات ساعة، بنسبة 61.1% مقارنة بـ 38.3% وزيادة تراكمية 20.6%، وأصبحت النوع الوحيد من بطاريات الطاقة التي تشهد زيادة في المبيعات على أساس سنوي.

3) السعر

بالإضافة إلى ميزة السلامة، هناك عامل رئيسي آخر وراء الارتفاع السريع في مبيعات فوسفات الحديد الليثيوم وهو الرخص. لفترة طويلة، السبب الرئيسي لتكلفة المواد الخام العالية للبطاريات الثلاثية (تشكل حوالي 90%) هو الطلب الكبير على الكوبالت. الكوبالت معدن نادر. مكلف جداً وغير مستقر للغاية في التعدين. سعره يتقلب بشدة. سلسلة التوريد هشة جداً، مما يمكن أن يؤثر بسهولة على الصناعات السفلية.
في السنوات الأولى، بسبب وجود دعم حكومي، لم تكن تكلفة البطاريات الثلاثية مرتفعة بشكل بارز، لكن مع الانخفاض المستمر للدعم في السنوات الأخيرة، أصبح ضغط التكلفة أثقل وأثقل، مما أجبر مصنعي البطاريات على البحث عن مواد بديلة أقل.
ميزة تكلفة فوسفات الحديد الليثيوم هي أنه لا يحتوي على الكوبالت، وحتى عندما يكون السعر للطن عند مستوى مرتفع، فهو أقل بكثير من المواد الثلاثية.
في الوقت نفسه، مع الزيادة السريعة في عدد أعمدة الشحن، يمكن أيضاً تعويض عمر بطارية فوسفات الحديد الليثيوم 6s. عمر بطارية سيارة كهربائية نموذجية بفوسفات الحديد الليثيوم حوالي 300~400 كم، وهو كافٍ لتلبية احتياجات حركة المرور الحضرية. لا يمكن للبطارية الثلاثية أن تعكس مزاياها الأساسية في هذا السيناريو التطبيقي.
مدفوعة بالدفع المزدوج للتكلفة والبنية التحتية، ليس من المستغرب أن تختار المزيد والمزيد من شركات السيارات مسار تقنية فوسفات الحديد الليثيوم. حتى عملاق بطاريات الطاقة CATL، الذي بدأ بالبطاريات الثلاثية، يزيد بسرعة من طاقة إنتاج بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم 6s ويزود بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم 6s لإصدار عمر البطارية القياسي من تسلا موديل 3 المحلي.

اتجاه تطوير بطارية Sanyuan 6s lipo

ومع ذلك، لم يتوقف تطوير البطاريات الثلاثية. الاتجاه طويل الأمد لهذا المسار التقني هو خفض التكاليف من خلال نسبة النيكل العالي والكوبالت المنخفض، ما يسمى بالمواد الثلاثية عالية النيكل.
وفقاً لنسبة العناصر الثلاثة النيكل والكوبالت والمنغنيسيوم، يمكن تقسيم المواد الثلاثية إلى أربعة أنواع رئيسية: 111، 523، 622 و811. من منظور حصة السوق، لا تزال المواد الثلاثية من السلسلة 5 (أي 523) هي السائدة حالياً. في عام 2020، تجاوزت حصة سوق المواد الثلاثية 50%; ستنفجر بطارية السلسلة 8 (أي 811) بسبب اتجاه النيكل العالي، وستزيد حصتها السوقية من 6% في 2018 إلى 24% في 2020. الإمكانات هائلة.
من ناحية، بطارية ليبو 6s الثلاثية عالية النيكل تقلل من استخدام معدن الكوبالت المكلف، والتكلفة أكثر قابلية للسيطرة. من ناحية أخرى، زادت سعة البطارية بشكل كبير، مما يتماشى أكثر مع احتياجات المستهلكين. في السنوات الأخيرة، زادت مدى السير للمركبات الكهربائية المحلية بسرعة، وساهمت البطاريات عالية النيكل.
ومع ذلك، بالمقابل، زيادة محتوى النيكل تعني زيادة سريعة في صعوبة المعالجة، وتقل السلامة التي بها مخاطر كامنة أكثر. في عام 2020، عندما تم تجميع بطاريات 811 على نطاق واسع، حدثت حوادث اشتعال ذاتي متكررة، مما أدى إلى التشكيك في هذا المسار التقني.
فقط GAC Aion S، أول طراز يستخدم بطاريات 811 على نطاق واسع، وهو أيضاً أقدم طراز من مركبات الطاقة الجديدة 811. من مايو إلى أغسطس 2020، وقعت ثلاث حوادث اشتعال ذاتي متتالية، وكانت هذه فقط بطاريات 811. هي قمة جبل الجليد المشتعل. عيب السلامة في المواد الثلاثية عالية النيكل هو مشكلة يجب على مصنعي البطاريات حلها. وإلا، سيكون من الصعب إقناع مستهلكي سيارات الركاب بشرائها، ومن المستحيل حتى استخدامها في المركبات التجارية التي تتطلب سلامة أعلى.

مادة القطب الموجب الجديدة لبطارية Sanyuan 6s lipo

بالإضافة إلى مادة النيكل-الكوبالت-المنغنيسيوم (NCM) الثلاثية، هناك أيضاً مادة ثلاثية تستخدم سبيكة النيكل-الكوبالت-الألمنيوم (NCA) كمادة القطب الموجب. مقارنة بـ NCM، كثافة طاقة NCA محسنة أكثر، لكن أداء السلامة لا يزال غير محسّن كثيراً. حالياً، تسلا هي المستخدم الرئيسي لبطاريات النيكل-الكوبالت-الألمنيوم، وفي أبريل 2020، تقدمت أيضاً بطلب براءة اختراع لتقنية إنتاج جديدة يمكنها تحسين عمر البطارية.
ومع ذلك، على الرغم من تفضيل القادة لها، فإن مسار تقنية NCA نادر جداً في الصين. في عام 2020، شكلت الشحنات في سوق المواد الثلاثية المحلية فقط 4%، وباناسونيك هي حالياً الشركة المصنعة الكبرى الوحيدة في العالم.
حسناً، ما سبق هو المحتوى الكامل لمادة القطب الموجب لبطارية ليبو 6s الذي قدمته لكم CNHL اليوم. أعتقد أنه بعد قراءة النص الكامل، لدى الجميع فهم لأنواع مواد القطب الموجب لبطارية ليبو 6s. مادة القطب الموجب لبطارية ليبو 6s هي بشكل رئيسي أكسيد الكوبالت الليثيوم (LCO)، المنغنات الليثيوم (LMO)، فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) والمواد الثلاثية (NCM). لمزيد من معلومات بطارية ليبو 6s، يرجى النقر أدناه: تاريخ تطوير بطارية 1300mah 6s