Čtyři klíčové materiály pro lipo baterii 3s suché zboží!

Jak lipo baterie 3s generuje elektřinu?

Když lipo baterie 3s pracuje, lithium ionty se účastní redoxní reakce, která přeměňuje chemickou energii na elektrickou energii, což je důvod, proč může lipo baterie 3s poskytovat elektrickou energii. Hodnotící ukazatele produktu lipo baterie 3s zahrnují energetickou hustotu, životnost cyklu, výkon při různých proudech (výkon vybíjení), bezpečnostní vlastnosti a použitelnou teplotu.

Složení nákladů lipo baterie 3s

Z pohledu nákladové struktury lipo baterie 3s jsou kladná elektroda, záporná elektroda, elektrolyt a separátor čtyři klíčové suroviny a jejich podíl na nákladech je mnohem vyšší než u jiných materiálů, jako jsou kabelové svazky, konektory a vodivé látky. To je podobné u lipo baterie 3s. Základní pracovní princip je stejný.

Čtyři klíčové materiály lipo baterie 3s

1. Materiál kladné elektrody lipo baterie 3s

V současnosti je materiál kladné elektrody jádrem lipo baterie 3s, což je klíčový faktor určující výkon baterie. Má přímý dopad na konečnou energetickou hustotu, napětí, životnost a bezpečnost produktu. Je také nejdražší částí lipo baterie 3s. Z tohoto důvodu se lipo baterie 3s často pojmenovává podle materiálu kladné elektrody, například ternární baterie je lipo baterie 3s, která používá ternární materiál jako kladnou elektrodu.
Energetická hustota lipo baterie 3s označuje elektrickou energii, kterou může uvolnit průměrná jednotka objemu nebo hmotnosti baterie. Čím vyšší energetická hustota, tím větší dojezd baterie. Tento ukazatel je jedním z důležitých základů pro to, zda může lipo baterie 3s získat vládní dotace.
O energetické hustotě lipo baterie Následující článek podrobně představuje metodu zvyšování energetické hustoty lipo baterie. Zainteresovaní partneři si mohou kliknutím zobrazit:
Zlepšení energetické hustoty 1200mAh lipo baterie - zlepšení hustoty článků

Rozdíl mezi různými materiály katody je zřejmý a také se liší oblasti jejich použití. Běžné materiály katody lze rozdělit na lithium kobaltový oxid (LCO), lithium manganát (LMO), lithium železný fosfát (LFP) a ternární materiály (NCM).
1) Materiál lithium železný oxid
Lithium kobaltový oxid je nejstarší komerčně využívaný materiál katody. Jeho energetická hustota je vyšší než u nabíjecích baterií, jako jsou nikl-metal hydridové a olověné baterie. Poprvé odráží vývojový potenciál lipo baterie 3s, ale je velmi drahý a má nízkou životnost cyklu. Je vhodný pouze pro 3C elektronické produkty. Ačkoli lithium manganát má nízké náklady, jeho energetická hustota není dobrá. Používal se v raných pomalých elektrických vozidlech, jako jsou bateriové vozy, do určité míry. Dnes se hlavně používá v elektrických nástrojích a oblastech skladování energie a v silových bateriích se téměř nevyskytuje.
2) Ternární materiál
Jádrem výhody ternárních materiálů je jejich vysoká energetická hustota. Při stejném objemu a hmotnosti je životnost baterie výrazně lepší než u jiných technických cest. Jejich nevýhody jsou však také velmi zřejmé: špatná bezpečnost, nízký bod vzplanutí při nárazu a vysoké teplotě. V nedávných bezpečnostních testech, jako je akupunktura a přebití, které jsou náročnější, je pro velkokapacitní výkonové ternární baterie obtížné testy projít. Právě bezpečnostní nedostatky vždy omezovaly rozsáhlou montáž a integrované použití technologie ternárních materiálů.

Lithium-železo-fosfát je přesným opakem ternárních materiálů, má průměrnou energetickou hustotu a životnost baterie, ale vynikající bezpečnost.
Kromě bezpečnostní výhody je dalším hlavním faktorem rychlého nárůstu prodeje lithium-železo-fosfátových baterií jejich nízká cena. Po dlouhou dobu byla hlavním důvodem vysokých nákladů na suroviny pro ternární baterie (téměř 90 %) velká poptávka po kobaltu. Kobalt je vzácný minerál, velmi drahý a extrémně nestabilní při těžbě. Cena kolísá divoce. Dodavatelský řetězec je také velmi křehký, což může snadno ovlivnit downstream průmysly.
Životnost baterie typického elektrického vozidla s lithium-železo-fosfátovou baterií je asi 300~400 km, což stačí k pokrytí potřeb městské dopravy. Ternární baterie v tomto scénáři nemůže ukázat své klíčové výhody.
Poháněno dvojím hnacím motorem nákladů a infrastruktury není překvapením, že stále více automobilových společností volí technologickou cestu lithium-železo-fosfátu. Dokonce i gigant v oblasti výkonových baterií CATL, který začínal s ternárními bateriemi, rychle zvyšuje výrobní kapacitu lipo baterií 3s na bázi železo-fosfátu a dodává je pro standardní verzi baterie domácího Tesla Model 3.

Vývoj ternárních baterií však nepřestal. Dlouhodobým trendem této technické cesty je snižování nákladů pomocí poměru vysokého niklu a nízkého kobaltu, tzv. ternární materiál s vysokým obsahem niklu.
Tento článek o katodovém materiálu lipo baterie obsahuje podrobnější úvod. Zájemci mohou kliknout a zobrazit:
Podrobný popis katodového materiálu 6s lipo baterie

2. Negativní elektrodový materiál lipo baterie 3s

Negativní elektrodový materiál lipo baterie 3s je vyroben z aktivních látek, pojiv a přísad do pastovité lepicí hmoty, která se poté nanáší na obě strany měděné fólie, suší a válcuje, aby uchovávala a uvolňovala energii, což hlavně ovlivňuje cyklus výkonových ukazatelů lipo baterie 3s.
Podle použitých aktivních materiálů lze záporné elektrodové materiály rozdělit do dvou kategorií: uhlíkové materiály a materiály neobsahující uhlík:
1) Materiály na bázi uhlíku
Materiály na bázi uhlíku zahrnují dvě cesty: grafitové materiály (přírodní grafit, umělý grafit a mezofázové uhlíkové kuličky) a další materiály na bázi uhlíku (tvrdý uhlík, měkký uhlík a grafen);
2) Materiály neobsahující uhlík
Materiály neobsahující uhlík lze rozdělit na titanové materiály, křemíkové materiály, cínové materiály, nitridy a kovový lithium.
Na rozdíl od kladného elektrodového materiálu, i když záporná elektroda lipo baterie 3s má stejný počet cest, je konečný produkt velmi jednoduchý a umělý grafit je absolutní mainstream. Data ukazují, že dodávky umělého grafitu v Číně v roce 2020 budou přibližně 307 000 tun, což představuje 84 % celkových dodávek anodových materiálů, což je nárůst o 5,5 procentního bodu oproti roku 2019.

Ve srovnání s jinými materiály má umělý grafit dobrou cyklickou výkonnost, vynikající bezpečnost, vyspělou technologii, snadnou dostupnost surovin a nízké náklady. Je to ideální volba.
3) Nová generace anodových materiálů
Jádrem problému grafitové záporné elektrody je, že teoretický horní limit energetické hustoty grafitového materiálu je 372 mAh/g, zatímco produkty předních firem v odvětví již dosahují energetické hustoty 365 mAh/g, což je blízko teoretickému limitu, a budoucí prostor pro zlepšení je extrémně omezený. Je naléhavě potřeba najít náhrady pro další generaci.
Mezi novou generací anodových materiálů jsou křemíkové anody oblíbenými kandidáty. Mají velmi vysokou energetickou hustotu a teoretický kapacitní poměr může dosáhnout 4200 mAh/g, což výrazně převyšuje grafitové materiály. Nicméně jako záporný elektrodový materiál má křemík také vážné nedostatky, protože interkalace lithných iontů způsobuje výrazné objemové zvětšení, poškozuje strukturu baterie a vede k rychlému poklesu kapacity baterie.

Jedním z aktuálních řešení je použití křemíkovouhlíkových kompozitních materiálů. Křemíkové částice slouží jako aktivní materiál pro ukládání lithia. Částice se během nabíjecích a vybíjecích cyklů shlukují.
Na základě toho jsou materiály křemíkových uhlíkových anod považovány za nejperspektivnější technickou cestu a postupně získávají pozornost podniků v průmyslovém řetězci. Tesla Model 3 používá baterii s umělou grafitovou anodou dopovanou 10 % křemíkového materiálu a její energetická hustota úspěšně dosáhla 300 Wh/kg, což je výrazně před bateriemi využívajícími tradiční technické cesty.

Ve srovnání s grafitovými anodami je však kromě nedostatečně vyvinuté technologie zpracování křemíkových uhlíkových anod vyšší cena také překážkou. Současná tržní cena materiálů křemíkových uhlíkových anod přesahuje 150 000 juanů za tunu, což je dvojnásobek ceny vysoce kvalitních umělých grafitových anodových materiálů. Po budoucí hromadné výrobě budou výrobci baterií čelit podobným problémům s kontrolou nákladů jako u katodových materiálů.

3. Elektrolyt lipo baterie 3s

V lipo baterii 3s slouží elektrolyt především jako nosič pro migraci iontů, aby byla zajištěna přenos iontů mezi kladnou a zápornou elektrodou. Jeho bezpečnost lipo baterie 3s (o bezpečnostních problémech lipo baterií tento článek představuje preventivní opatření k řešení bezpečnostních problémů lipo baterií, a partneři, kteří je potřebují, si je mohou přečíst sami: cnhl 6s lipo battery safety problems and preventive measures), životnost cyklu, rychlost nabíjení a vybíjení, výkon při vysokých a nízkých teplotách, energetická hustota a další výkonnostní ukazatele mají určitý vliv.

Elektrolyt je obecně složen z surovin, jako jsou vysoce čisté organické rozpouštědlo, elektrolytová lithiová sůl a přísady v určitém poměru. Podle kvality tvoří rozpouštědlo 80 % až 90 %, lithiová sůl 10 % až 15 % a přísady asi 5 %; podle nákladů tvoří lithiová sůl asi 40 % až 50 %, rozpouštědlo asi 40 % až 50 % a přísady asi 10 % až 30 %.
1) Požadavky na elektrolyt lipo baterie 3s
Ve srovnání s ostatními třemi materiály má lipo baterie 3s nejnáročnější požadavky na elektrolyt a musí mít různé vlastnosti:
Dobrá iontová vodivost a nízký odpor migrace iontů;
Vysoká chemická stabilita, žádné škodlivé vedlejší reakce s elektrodovými materiály, elektrolyty, membránami atd.;
Nízký bod tání, vysoký bod varu a zůstává kapalný v širokém teplotním rozsahu;
Vynález má výhody dobré bezpečnosti, jednoduchého výrobního procesu, nízkých nákladů, netoxičnosti a neškodlivosti pro životní prostředí.
2) Elektrolyt hlavního proudu lipo baterie 3s
Lithium hexafluorofosfát
V současnosti je lithium hexafluorofosfát (LiPF6) hlavní lithiovou solí díky lepším výkonům a nižším nákladům. Má dobrou rozpustnost a vysokou elektrickou vodivost v různých nevodných rozpouštědlech, relativně stabilní chemické vlastnosti, dobrou bezpečnost a menší znečištění životního prostředí. Nicméně jeho nedostatky jsou také zřejmé: lithium hexafluorofosfát je citlivý na vlhkost a má špatnou tepelnou stabilitu. Může začít rozkládat se již při nejnižší teplotě 60 °C a výkon baterie rychle klesá. Cyklus v nízkoteplotním prostředí je relativně průměrný a přizpůsobitelný teplotní rozsah je úzký.

Kromě toho má lithný hexafluorofosfát velmi vysoké požadavky na svou čistotu a stabilitu. Výrobní proces zahrnuje náročné pracovní podmínky, jako jsou nízké teploty, silná koroze, bez vody a prachu, a výroba je také relativně obtížná.
Lithium bisfluorosulfonimid
Mezi novou generací lithných solí je lithium bisfluorosulfonimid (LiFSI) považováno za slibnou alternativu k lithnému hexafluorofosfátu. Ve srovnání s tradičními lithnými solemi má LiFSI vyšší tepelnou stabilitu a výhody v elektrické vodivosti, životnosti cyklů, výkonu při nízkých teplotách a dalších aspektech.
Nicméně, omezeno výrobním procesem a kapacitou, je cena LiFSI příliš vysoká, daleko převyšující cenu lithného hexafluorofosfátu. Aby se kontrolovaly náklady, LiFSI se v reálném komerčním použití stále více používá jako přísada do elektrolytu, nikoli jako lithná sůl.
Podrobný úvod do elektrolytu lipo baterie je uveden v následujícím článku, a partneři, kteří jej potřebují, si mohou rozšířit čtení:
Elektrolyt lithiové baterie Cnhl 6s lipo, praktická funkce a klasická konstrukce systému

4. membrána lipo baterie 3s

Separátor lipo baterie 3s je tenká fólie mezi kladnou a zápornou elektrodou, která slouží k oddělení kladné a záporné elektrody, aby se zabránilo zkratům při elektrolytických reakcích lipo baterie 3s. Separátor je ponořen v elektrolytu a na jeho povrchu je velké množství mikropórů, které umožňují průchod lithných iontů. Materiál, počet a tloušťka mikropórů ovlivňují rychlost průchodu lithných iontů separátorem, což následně ovlivňuje vybíjecí rychlost, životnost cyklů a další parametry baterie.

Polyolefin je současný běžný materiál separátoru lipo baterie 3s, který může poskytnout dobré mechanické a chemické stabilitě separátoru lipo baterie 3s. Dále je rozdělen do tří kategorií: polyethylen (PE), polypropylen (PP) a kompozitní materiály.
4.1 Výběr materiálu membrány lipo baterie 3s
Volba materiálu membrány souvisí s materiálem kladné elektrody. V současnosti se v ternární lipo baterii 3s hlavně používá polyethylen a v lipo baterii 3s s železným fosfátem hlavně polypropylen.
Kromě materiálu má přípravný proces také určitý vliv na výkon separátoru.
4.2 Výrobní technologie membrány lipo baterie 3s
Současná výrobní technologie separátoru lipo baterie 3s je rozdělena do dvou kategorií: suchá metoda a mokrá metoda.
4.2.1 suchý proces membrány lipo baterie 3s
Suchá metoda, známá také jako metoda tavení a natahování (MSCS), může být dále rozdělena na uniaxiální natahování a biaxiální natahování. Tato technická cesta má dlouhou dobu vývoje a je zralejší, a je hlavně používána pro výrobu PP membrán. Kromě toho je proces biaxiálního natahování používán pouze pro nízkonákladové baterie kvůli špatnému výkonu hotového výrobku a již není hlavním přípravným procesem.
Suchý proces má charakteristiky jednoduchosti, nízkých nákladů a šetrnosti k životnímu prostředí, ale výkon produktu je špatný a je vhodnější pro baterie s nízkým výkonem a nízkou kapacitou. Jak bylo zmíněno výše, lipo baterie 3s s fosfátem železa má právě nevýhodu nízké energetické hustoty, takže separátor používající suchý proces se většinou používá v této technické trase.

4.2.2 membrána lipo baterie 3s mokrý proces
Mokrý proces, také známý jako termálně indukované fázové oddělení (TIPS), se liší od suchého procesu, při kterém se pouze natahuje základní fólie. Mokrý proces pokrývá povrch základní fólie, aby zlepšil tepelnou stabilitu materiálu. Ve srovnání s produkty připravenými suchým procesem má membrána mokrého procesu zjevné výhody ve výkonu. Je tenčí, její pevnost v tahu je ideálnější, má vyšší pórovitost, má rovnoměrnější velikost pórů a vyšší příčnou smrštitelnost. Kromě toho je odolnost mokrého separátoru proti propíchnutí vyšší, což je příznivější pro prodloužení životnosti baterie a je vhodnější pro vývojový směr lipo baterie 3s s vysokou energetickou hustotou. V současnosti se hlavně používá v ternárních bateriích.
Nicméně ve srovnání se suchým procesem je mokrý proces relativně složitý, drahý a snadno znečišťuje životní prostředí.
4.3 membrána lipo baterie 3s mokrý proces rychle nahrazuje suchý proces
Současné hlavní tržní trendy pro materiály membrán jsou dobře zavedené. Protože lépe vyhovují požadavkům na vysokou energetickou hustotu výkonových baterií, mohou prodloužit životnost cyklu baterie a zvýšit kapacitu baterie při vysokém vybíjecím proudu. Mokrý proces rychle nahrazuje suchý proces. Data ukazují, že v roce 2017 podíl trhu mokrého procesu separátoru lipo baterie 3s poprvé překročil podíl suchého procesu a v roce 2018, jen o rok později, podíl trhu dále vzrostl na 65 %.
Výše uvedený text je celý obsah čtyř klíčových materiálů lipo baterie 3s, který vám přináší CNHL. Věřím, že po přečtení celého textu každý pochopí, že hlavními částmi nákladů lipo baterie 3s jsou materiál kladné elektrody, materiál záporné elektrody, elektrolyt a membrána lipo baterie 3s. Doufám, že vám výše uvedený obsah pomůže, pokud potřebujete koupit lipo baterii 3s, můžete vstoupit do našeho online obchodu: Chinahobbyline a koupit si ji, máme sklady po celém světě, můžete nakupovat s důvěrou; pokud chcete získat více informací o lipo baterii, klikněte níže:
6s 6200mah lipo řídicí systém a 6s 6200mah lipo SOC