Fire nøglematerialer til lipo batteri 3s tørvarer!

Hvordan genererer lipo batteri 3s elektricitet?

Når lipo batteri 3s arbejder, deltager lithiumioner i redoxreaktionen for at omdanne kemisk energi til elektrisk energi, hvilket er grunden til, at lipo batteri 3s kan levere elektrisk energi. Evalueringsindikatorerne for et lipo batteri 3s produkt inkluderer energitæthed, cykluslevetid, ratepræstation (afladningspræstation under forskellige strømme), sikkerhedspræstation og anvendelig temperatur.

Omkostningssammensætning af lipo batteri 3s

Set fra omkostningsstrukturen for lipo batteri 3s er den positive elektrode, negative elektrode, elektrolyt og separator de fire nøgle råmaterialer, og deres andel i omkostningerne er meget højere end andre materialer som ledningsnet, stik og ledende midler. Dette er lignende for lipo batteri 3s. Den grundlæggende arbejdsprincip er den samme.

Fire nøglematerialer i lipo batteri 3s

1. lipo batteri 3s positiv elektrode materiale

På nuværende tidspunkt er det positive elektrode materiale kernen i lipo batteri 3s, som er en nøglefaktor, der bestemmer batteriets ydeevne. Det har en direkte indvirkning på den endelige energitæthed, spænding, levetid og sikkerhed for produktet. Det er også den dyreste del af lipo batteri 3s. Af denne grund navngives lipo batteri 3s ofte efter det positive elektrode materiale, såsom det ternære batteri, som er lipo batteri 3s, der bruger det ternære materiale som den positive elektrode.
Energitætheden af lipo batteri 3s refererer til den elektriske energi, der kan frigives af den gennemsnitlige enhedsvolumen eller masse af batteriet. Jo højere energitæthed, desto højere rækkevidde har batteriet. Denne indikator er en af de vigtige baser for, om et lipo batteri 3s kan nyde godt af statslige tilskud.
Om energitætheden af lipo batteri Følgende artikel introducerer metoden til at forbedre energitætheden af lipo batteri i detaljer. Interesserede partnere kan klikke for at se:
1200mah lipo batteri energitæthedsforbedring - celle tæthedsforbedring

Forskellen mellem forskellige katodematerialer er tydelig, og anvendelsesområderne er også forskellige. Almindelige katodematerialer kan opdeles i lithium koboltoxid (LCO), lithium manganat (LMO), lithium jernfosfat (LFP) og ternære materialer (NCM).
1) Lithium jernoxid materiale
Lithium koboltoxid er det tidligste kommercialiserede katodemateriale. Dens energitæthed er højere end genopladelige batterier som nikkel-metalhydrid og bly-syre. Det afspejler først udviklingspotentialet for lipo batteri 3s, men det er meget dyrt og har en lav cykluslevetid. Det er kun egnet til 3C elektroniske produkter. Selvom lithium manganat har en lav pris, er dens energitæthed ikke god. Det blev brugt i de tidlige lavhastigheds elektriske køretøjer, såsom batteribiler, i en vis grad. I dag bruges det hovedsageligt i elværktøj og energilagringsområder og ses sjældent i kraftbatterier.
2) Ternært materiale
Kernefordelen ved ternære materialer er deres høje energitæthed. Under samme volumen og vægt er batterilevetiden langt foran andre tekniske ruter. Men dets mangler er også meget tydelige: dårlig sikkerhed, lav antændelsestemperatur ved stød og høje temperaturmiljøer. I nyere sikkerhedstest som nåleprik og overopladning, som er mere ekstreme, er det svært for store kapacitets kraftige ternære batterier at bestå testen. Det er sikkerhedsydelsens mangel, der altid har begrænset storskala samling og integreret anvendelse af den ternære materialeteknologirute.

Lithiumjernfosfat er lige det modsatte af ternære materialer, med gennemsnitlig energitæthed og batterilevetid, men fremragende sikkerhed.
Ud over sikkerhedsfordelen er en anden vigtig faktor bag den hurtige stigning i salget af lithiumjernfosfat billighed. I lang tid har hovedårsagen til de høje råvareomkostninger for ternære batterier (næsten 90%) været det store behov for kobolt. Kobolt er et sjældent mineral. Det er meget dyrt og ekstremt ustabilt at udvinde. Prisen svinger voldsomt. Forsyningskæden er også meget skrøbelig, hvilket let kan påvirke downstream-industrien.
Batterilevetiden for en typisk lithiumjernfosfat elbil er omkring 300~400 km, hvilket er nok til at opfylde behovene for bytrafik. Det ternære batteri kan ikke vise sine kernefordele i dette anvendelsesscenarie.
Drevet af den dobbelte drivkraft af omkostninger og infrastruktur er det ikke overraskende, at flere og flere bilfirmaer vælger lithiumjernfosfat-teknologiruten. Selv kraftbatterigiganten CATL, som startede med ternære batterier, øger hurtigt produktionskapaciteten af jernfosfat lipo batteri 3s og leverer jernfosfat lipo batteri 3s til standardbatterilevetidsversionen af den indenlandske Tesla Model 3.

Udviklingen af ternære batterier er dog ikke stoppet. Den langsigtede tendens for denne tekniske rute er at reducere omkostningerne gennem forholdet mellem højt nikkel og lavt kobolt, det såkaldte højnikkel ternære materiale.
Denne artikel om lipo batteri katodemateriale har en mere detaljeret introduktion. Interesserede partnere kan klikke for at se:
Detaljeret forklaring af 6s lipo batteri katodemateriale

2. Lipo batteri 3s negativ elektrode materiale

Det negative elektrode materiale i lipo batteri 3s er lavet af aktive stoffer, bindemidler og tilsætningsstoffer til en pasta-lignende klæbemasse, som derefter smøres på begge sider af kobberfolien, tørres og rulles, for at lagre og frigive energi, hvilket hovedsageligt påvirker cyklussen af lipo batteri 3s' ydelsesindikatorer.
Ifølge de anvendte aktive materialer kan de negative elektrode materialer opdeles i to kategorier: kulstofmaterialer og ikke-kulstofmaterialer:
1) Kulstofbaserede materialer
Kulstofbaserede materialer inkluderer to veje: grafitmaterialer (naturlig grafit, kunstig grafit og mesofase kulstofkugler) og andre kulstofbaserede materialer (hårdt kulstof, blødt kulstof og grafen);
2) Ikke-kulstofmaterialer
Ikke-kulstofbaserede materialer kan opdeles i titaniumbaserede materialer, siliciumbaserede materialer, tinbaserede materialer, nitrider og metallisk lithium.
Forskellig fra det positive elektrode materiale, selvom den negative elektrode i lipo-batteriet 3s har samme antal veje, er slutproduktet meget enkelt, og kunstigt grafit er den absolutte mainstream. Data viser, at Kinas forsendelser af kunstigt grafit i 2020 vil være omkring 307.000 tons, hvilket udgør 84% af de samlede forsendelser af anodematerialer, en yderligere stigning på 5,5 procentpoint fra niveauet i 2019.

Sammenlignet med andre materialer har kunstigt grafit god cyklingspræstation, overlegen sikkerhed, moden teknologi, let adgang til råmaterialer og lave omkostninger. Det er et ideelt valg.
3) En ny generation af anodematerialer
Kerneproblemet med grafit-negativ elektroden er, at den teoretiske øvre grænse for energitætheden af grafit-negativt materiale er 372mAh/g, mens produkterne fra førende virksomheder i industrien allerede kan opnå en energitæthed på 365mAh/g, hvilket er tæt på den teoretiske grænse, og det fremtidige forbedringspotentiale er yderst begrænset. Der er et presserende behov for at finde næste generations alternativer.
Blandt den nye generation af anodematerialer er siliciumbaserede anoder populære kandidater. Det har en meget høj energitæthed, og det teoretiske kapacitetsforhold kan nå 4200mAh/g, hvilket langt overstiger grafitmaterialernes. Men som negativ elektrode materiale har silicium også alvorlige mangler, og interkalering af lithiumioner vil forårsage alvorlig volumenudvidelse, beskadige batteristrukturen og forårsage et hurtigt fald i batterikapaciteten.

En af de nuværende løsninger er at bruge silicium-kulstof kompositmaterialer. Siliciumpartikler bruges som det aktive materiale til at give lithiumlagringskapacitet. Partiklerne klumper sammen under opladnings- og afladningscyklusser.
Baseret på dette betragtes silicium-kulstof anodematerialer som den mest lovende tekniske vej og får gradvist opmærksomhed fra virksomheder i industrikæden. Teslas Model 3 har brugt et kunstigt grafitanodebatteri dopet med 10% siliciumbaseret materiale, og dets energitæthed har med succes nået 300wh/kg, hvilket er markant foran batterier, der bruger traditionelle tekniske veje.

Men sammenlignet med grafitanoder, ud over den umodne forarbejdningsteknologi for silicium-kulstof anoder, er de højere omkostninger også en hindring. Den nuværende markedspris for silicium-kulstof anodematerialer overstiger 150.000 yuan/ton, hvilket er dobbelt så meget som for højkvalitets kunstige grafitanodematerialer. Efter masseproduktion i fremtiden vil batteriproducenter også stå over for lignende omkostningskontrolproblemer som katodematerialer.

3. lipo batteri 3s elektrolyt

I lipo batteri 3s bruges elektrolytten hovedsageligt som en bærer for ionmigration for at sikre overførsel af ioner mellem den positive og negative elektrode. Dens sikkerhed for lipo batteri 3s (om sikkerhedsproblemer ved lipo batteri, introducerer denne artikel forebyggende foranstaltninger til at håndtere sikkerhedsproblemer ved lipo batteri, og partnere, der har brug for det, kan læse det selv: cnhl 6s lipo battery safety problems and preventive measures), cykluslevetid, opladnings- og afladningshastighed, høj- og lavtemperatur ydeevne, energitæthed og andre ydelsesindikatorer har visse påvirkninger.

Elektrolytten består generelt af råmaterialer som højren organisk opløsningsmiddel, elektrolyt lithiumsalt og tilsætningsstoffer i en bestemt forhold. Ifølge kvaliteten udgør opløsningsmidlets kvalitet 80%~90%, lithiumsalten udgør 10%~15%, og tilsætningsstofferne udgør omkring 5%; ifølge omkostningerne udgør lithiumsalten omkring 40%~50%, opløsningsmidlet omkring 40%~50%, omkring 30%, og tilsætningsstofferne udgør omkring 10% til 30%.
1) Krav til elektrolytten i lipo batteri 3s
Sammenlignet med de andre tre materialer har lipo batteri 3s de mest komplekse krav til elektrolyt og skal have forskellige egenskaber:
God ionisk ledningsevne og lav ion migrationsmodstand;
Høj kemisk stabilitet, ingen skadelige side reaktioner med elektrode materialer, elektrolytter, membraner osv.;
Smeltepunktet er lavt, kogepunktet er højt, og det forbliver flydende i et bredt temperaturområde;
Opfindelsen har fordelene ved god sikkerhed, ukompliceret fremstillingsproces, lave omkostninger, ikke-giftig og ikke-forurenende.
2) Mainstream lipo batteri 3s elektrolyt
Lithiumhexafluorophosphat
I øjeblikket er lithiumhexafluorophosphat (LiPF6) den mest udbredte lithiumsaltsolut på grund af dens bedre ydeevne og lavere omkostninger. Den har god opløselighed og høj elektrisk ledningsevne i forskellige ikke-vandige opløsningsmidler, relativt stabile kemiske egenskaber, god sikkerhed og mindre miljøforurening. Dog er manglerne også tydelige: lithiumhexafluorophosphat er følsomt over for fugt og har dårlig termisk stabilitet. Det kan begynde at nedbrydes allerede ved 60 °C, og batteriets ydeevne vil hurtigt forringes. Cykleeffekten i lavtemperaturmiljø er relativt almindelig, og det tilpassede temperaturområde er smalt.

Derudover stiller lithiumhexafluorophosphat meget høje krav til sin renhed og stabilitet. Produktionsprocessen involverer barske arbejdsforhold som lav temperatur, stærk korrosion, ingen vand og støv, og produktionen er også relativt vanskelig.
Lithium Bisfluorosulfonimid
Blandt den nye generation af lithiumsalte anses lithium bisfluorosulfonimid (LiFSI) for at være et lovende alternativ til lithiumhexafluorophosphat. Sammenlignet med traditionelle lithiumsalte har LiFSI højere termisk stabilitet og fordele inden for elektrisk ledningsevne, cykluslevetid, lavtemperaturpræstation osv.
Begrænset af produktionsprocessen og kapaciteten er omkostningerne ved LiFSI for høje, langt over lithiumhexafluorophosphats omkostninger. For at kontrollere omkostningerne anvendes LiFSI stadig mere som et elektrolytadditiv i faktisk kommerciel brug frem for som et lithiumsalts opløst stof.
Den detaljerede introduktion til lipo batteri elektrolytten præsenteres i den følgende artikel, og partnere, der har brug for det, kan udvide læsningen:
Cnhl 6s lipo batteri elektrolyt, praktisk funktion og klassisk systemopbygning

4. lipo batteri 3s membran

Lipo batteri 3s separatoren er en tynd film mellem den positive og negative elektrode, som kan bruges til at adskille de positive og negative elektroder for at forhindre kortslutning, når lipo batteri 3s gennemgår en elektrolyseproces. Separatoren er nedsænket i elektrolytten, og der er et stort antal mikroporer på overfladen, som tillader lithiumioner at passere igennem. Materialet, antallet og tykkelsen af mikroporerne påvirker hastigheden, hvormed lithiumioner passerer separatoren, hvilket igen påvirker batteriets afladningshastighed, cykluslevetid og andre indikatorer.

Polyolefin er det nuværende generelle lipo batteri 3s separator materiale, som kan give god mekanisk og kemisk stabilitet for lipo batteri 3s separator. Det opdeles yderligere i tre kategorier: polyethylen (PE), polypropylen (PP) og kompositmaterialer.
4.1 lipo batteri 3s membran materialevalg
Valget af membranmateriale er relateret til det positive elektrode materiale. På nuværende tidspunkt anvendes polyethylen hovedsageligt i ternære lipo batteri 3s, og polypropylen anvendes hovedsageligt i jernfosfat lipo batteri 3s.
Udover materialet har fremstillingsprocessen også en vis indflydelse på separatorens ydeevne.
4.2 Produktionsteknologi for lipo batteri 3s membran
Den nuværende produktionsteknologi for lipo batteri 3s separator er opdelt i to kategorier: tør metode og våd metode.
4.2.1 lipo batteri 3s membran tør proces
Tør metode, også kendt som smeltestrækningsmetoden (MSCS), kan yderligere opdeles i uniaxial strækning og biaxial strækning. Denne tekniske rute har en lang udviklingstid og er mere moden, og bruges hovedsageligt til produktion af PP-membraner. Derudover anvendes biaxial strækningsprocessen kun til lavendebatterier på grund af dårlig færdigvarepræstation og er ikke længere den dominerende fremstillingsproces.
Den tørre proces har karakteristika som enkelhed, lave omkostninger og miljøvenlighed, men produktets ydeevne er dårlig, og den er mere egnet til lav-effekt, lav-kapacitets batterier. Som nævnt ovenfor har jernfosfat lipo batteri 3s netop den ulempe med lav energitæthed, så separatoren, der bruger tørproces, anvendes mest i denne tekniske rute.

4.2.2 lipo batteri 3s membran våd proces
Den våde proces, også kendt som termisk induceret faseadskillelse (TIPS), adskiller sig fra tørprocessen, hvor kun basisfilmen strækkes. Den våde proces belægger overfladen af basisfilmen for at forbedre materialets termiske stabilitet. Sammenlignet med produkter fremstillet ved tørproces har membranen fra vådproces tydelige fordele i ydeevne. Dens tykkelse er tyndere, dens trækstyrke mere ideel, dens porøsitet højere, den har mere ensartet pore størrelse og højere tværgående krympningshastighed. Derudover er punkteringsstyrken af den våde separator højere, hvilket er mere gavnligt for at forlænge batteriets levetid og er mere egnet til udviklingsretningen for lipo batteri 3s med høj energitæthed. Den bruges i øjeblikket hovedsageligt i ternære batterier.
Men sammenlignet med tørproces er vådprocessen relativt kompleks, dyr og forurener let miljøet.
4.3 lipo batteri 3s membran våd proces erstatter hurtigt tør proces
De nuværende store markedstendenser for membranmaterialer er vel etablerede. Fordi det bedre opfylder kravene til høj energitæthed i kraftbatterier, kan det forlænge batteriets cykluslevetid og øge batteriets højhastighedsafladningskapacitet. Den våde proces erstatter hurtigt den tørre proces. Data viser, at i 2017 oversteg markedsandelen for vådproces lipo batteri 3s separator for første gang markedsandelen for tørproces separator, og i 2018, kun et år senere, steg markedsandelen yderligere til 65%.
Ovenstående er hele indholdet af de fire nøglematerialer til lipo batteri 3s bragt til dig af CNHL. Jeg tror, at efter at have læst hele teksten, forstår alle, at hoveddelene af omkostningerne ved lipo batteri 3s er det positive elektrode materiale, negative elektrode materiale, elektrolyt og lipo batteri 3s. batteri 3s membran. Jeg håber, at ovenstående indhold er nyttigt for dig, hvis du har brug for at købe lipo batteri 3s, kan du gå ind i vores online butik: Chinahobbyline for at købe, vi har lagre over hele verden, du kan købe med tillid; hvis du vil have mere information om lipo batteri, klik venligst nedenfor:
6s 6200mah lipo styringssystem og 6s 6200mah lipo SOC