Detaillierte Erklärung des Kathodenmaterials der 6s LiPo-Batterie

Aus der Perspektive der Kostenstruktur der 6s Lipo-Batterie sind die positive Elektrode, negative Elektrode, Elektrolyt und Separator die vier wichtigsten Rohstoffe, und ihr Anteil an den Kosten ist viel höher als der anderer Materialien wie Kabelbäume, Steckverbinder und leitfähige Mittel. Dies ist ähnlich wie bei der 6s Lipo-Batterie. Das grundlegende Arbeitsprinzip ist dasselbe. Als nächstes wird der professionelle 6s Lipo-Batterie-Hersteller CNHL die Kathodenmaterialien der oben genannten vier Materialien im Detail vorstellen.
Bezüglich des Elektrolytgehalts der 6s Lipo-Batterie gibt es im folgenden Artikel eine ausführliche Einführung, und interessierte Partner können diese selbst nachlesen:
Cnhl 6s Lipo-Batterie Elektrolyt, praktische Funktion und klassische Systemkonstruktion

6s Lipo-Batterie Kathodenmaterial

Derzeit ist das Kathodenmaterial das Kernmaterial der 6s Lipo-Batterie und der Schlüsselfaktor, der die Leistung der 6s Lipo-Batterie bestimmt. Es hat direkten Einfluss auf die endgültige Energiedichte, Spannung, Lebensdauer und Sicherheit des Produkts. Es ist auch der teuerste Teil der 6s Lipo-Batterie. Aus diesem Grund wird die 6s Lipo-Batterie oft nach dem positiven Elektromaterial benannt, wie die ternäre Batterie, die die 6s Lipo-Batterie ist, die das ternäre Material als positive Elektrode verwendet.
Der Unterschied zwischen verschiedenen Kathodenmaterialien ist offensichtlich, und die Anwendungsbereiche sind ebenfalls unterschiedlich. Übliche Kathodenmaterialien können in Lithium-Kobaltoxid (LCO), Lithium-Manganat (LMO), Lithium-Eisenphosphat (LFP) und ternäre Materialien (NCM) unterteilt werden.

1) Lithium-Kobaltoxid 6s Lipo-Batterie Kathodenmaterial

Es ist das erste kommerzialisierte Kathodenmaterial der 6s Lipo-Batterie. Seine Energiedichte ist höher als die von wiederaufladbaren Batterien wie Nickel-Metallhydrid und Blei-Säure. Es zeigt zuerst das Entwicklungspotenzial der 6s Lipo-Batterie, ist aber sehr teuer und hat eine geringe Zyklenlebensdauer. Es ist nur für 3C-Elektronikprodukte geeignet. Obwohl Lithium-Manganat kostengünstig ist, ist seine Energiedichte nicht gut. Es wurde in frühen langsamen Elektrofahrzeugen wie Batteriefahrzeugen bis zu einem gewissen Grad verwendet. Heute wird es hauptsächlich in Elektrowerkzeugen und Energiespeicherbereichen eingesetzt und ist in Leistungsbatterien selten zu sehen.
Derzeit hauptsächlich im Bereich der Elektrofahrzeuge verwendet, gibt es zwei technische Wege: ternäre Materialien und Lithium-Eisenphosphat. Im Jahr 2020 belegten die Kathodenmaterialien für 6s Lipo-Batterien den ersten (46 %) und zweiten Platz (25 %) bei den Anteilen.

2) Ternäres 6s Lipo-Batterie positives Elektromaterial

Der Kernvorteil ist die hohe Energiedichte. Bei gleichem Volumen und Gewicht ist die Batterielebensdauer anderen technischen Wegen weit voraus. Aber seine Mängel sind ebenfalls sehr offensichtlich: schlechte Sicherheit, niedriger Zündpunkt bei Stoß und hoher Temperaturumgebung. In jüngsten Sicherheitstests wie Nadelstichen und Überladung, die heißer sind, ist es für leistungsstarke ternäre Batterien schwierig, den Test zu bestehen. Es ist der Sicherheitsmangel, der die großflächige Montage und integrierte Anwendung der ternären Materialtechnologie immer eingeschränkt hat.

3) Lithium-Eisenphosphat 6s Lipo-Batterie Kathodenmaterial

Eisenphosphat ist genau das Gegenteil von ternären Materialien, Energiedichte (etwa die Energiedichte der 6s Lipo-Batterie, der folgende Artikel bietet eine detaillierte Einführung:
1200mah Lipo-Batterie Energiedichte Verbesserung - Zellendichte Verbesserung) und Batterielebensdauer sind durchschnittlich, aber die Sicherheit ist sehr gut. Seine Kristallstruktur ist ein einzigartiger Olivin-Typ, und die Raumgerüststruktur verformt sich nicht leicht, sodass sie in einer Hochtemperaturumgebung stabil bleiben kann.

6s Lipo-Batterie Kathodenmaterial Vergleich

1) Sicherheit

Das ternäre Material beginnt bei etwa 150 ℃ ~ 250 ℃ zu zersetzen und Sauerstoff freizusetzen, was dazu führt, dass der Elektrolyt brennt. Im Gegensatz dazu liegt die Zersetzungstemperatur von Lithium-Eisenphosphat bei etwa 600 ℃, und der Sicherheitsvorteil ist sehr offensichtlich. Aufgrund der oben genannten Vorteile kann Lithium-Eisenphosphat viele Sicherheitstests bestehen, die ternäre Batterien nicht bestehen können.

2) Lebensdauer

Andererseits hat die Lebensdauer der Eisenphosphat 6s Lipo-Batterie ebenfalls einen großen Vorteil, und ihre Zyklenzahl übertrifft andere technische Wege bei weitem, was den zwei wichtigsten Anforderungen von Elektrofahrzeug-Konsumenten entspricht: Sicherheit und Haltbarkeit.
Derzeit ist die installierte Kapazität von ternären Batterien zurückgegangen, und der Marktanteil der Eisenphosphat 6s Lipo-Batterie steigt schnell. Statistiken zeigen, dass im Jahr 2020 das kumulierte Verkaufsvolumen von inländischen Leistungsbatterien 65,9 GWh erreichen wird, davon sind 38,9 GWh ternäre 6s Lipo-Batterien in Fahrzeugen installiert, was 61,1 % entspricht, ein kumulativer Rückgang von 4,1 %; Eisenphosphat 6s Lipo-Batterien sind mit 24,4 GWh installiert, was 61,1 % gegenüber 38,3 % entspricht und einen kumulativen Anstieg von 20,6 % verzeichnet, und sie sind die einzige Art von Leistungsbatterien mit einem jährlichen Verkaufsanstieg.

3) Preis

Abgesehen vom Sicherheitsvorteil ist ein weiterer Hauptfaktor hinter dem schnellen Anstieg der Verkäufe von Lithium-Eisenphosphat die Billigkeit. Lange Zeit war der Hauptgrund für die hohen Rohstoffkosten ternärer Batterien (fast 90 %) die große Nachfrage nach Kobalt. Kobalt ist ein seltenes Mineral. Es ist sehr teuer und extrem instabil im Abbau. Der Preis schwankt stark. Die Lieferkette ist ebenfalls sehr fragil, was die nachgelagerten Industrien leicht beeinflussen kann.
In den Anfangsjahren war aufgrund von staatlichen Subventionen der hohe Preis ternärer Batterien nicht auffällig, aber mit dem kontinuierlichen Rückgang der Subventionen in den letzten Jahren ist der Kostendruck immer größer geworden, was die Batteriehersteller zwingt, alternative Materialien zu finden.
Der Kostenvorteil von Lithium-Eisenphosphat besteht darin, dass es kein Kobalt enthält, und selbst wenn der Preis pro Tonne hoch ist, ist er viel niedriger als bei ternären Materialien.
Gleichzeitig kann mit der schnellen Zunahme der Anzahl von Ladestationen auch die Batterielebensdauer der Eisenphosphat 6s Lipo-Batterie ausgeglichen werden. Die Batterielebensdauer eines typischen Lithium-Eisenphosphat-Elektrofahrzeugs beträgt etwa 300~400 km, was ausreicht, um den Bedarf des städtischen Verkehrs zu decken. Die ternäre Batterie kann ihre Kernvorteile in diesem Anwendungsszenario nicht zeigen.
Angetrieben durch den doppelten Antrieb von Kosten und Infrastruktur ist es nicht überraschend, dass immer mehr Autohersteller den Lithium-Eisenphosphat-Technologiepfad wählen. Selbst der Leistungsbatterie-Riese CATL, der mit ternären Batterien begann, erhöht schnell die Produktionskapazität von Eisenphosphat 6s Lipo-Batterien und liefert Eisenphosphat 6s Lipo-Batterien für die Standardbatterielebensdauer-Version des inländischen Tesla Model 3.

Die Entwicklungstrends der ternären 6s Lipo-Batterie

Die Entwicklung ternärer Batterien hat jedoch nicht aufgehört. Der langfristige Trend dieses technischen Weges ist die Kostensenkung durch das Verhältnis von hohem Nickel- und niedrigem Kobaltanteil, das sogenannte hochnickelige ternäre Material.
Je nach Anteil der drei Elemente Nickel, Kobalt und Mangan können ternäre Materialien in vier Haupttypen unterteilt werden: 111, 523, 622 und 811. Aus Marktsicht sind derzeit die 5er-Serie (also 523) ternären Materialien noch der Mainstream. Im Jahr 2020 wird der Marktanteil des ternären Materials über 50 % liegen; die 8er-Serie (also 811) Batterie wird aufgrund des Trends zur Hochnickelisierung durchstarten, und der Marktanteil wird von 6 % im Jahr 2018 auf 24 % im Jahr 2020 steigen. Das Potenzial ist riesig.
Einerseits reduziert die hochnickelige ternäre 6s Lipo-Batterie die Verwendung von teurem Kobaltmatal, und die Kosten sind besser kontrollierbar. Andererseits wird die Batteriekapazität stark erhöht, was besser den Verbraucherbedürfnissen entspricht. In den letzten Jahren hat die Reichweite inländischer Elektrofahrzeuge schnell zugenommen, und hochnickelige Batterien haben dazu beigetragen.
Entsprechend bedeutet der erhöhte Nickelgehalt jedoch eine schnelle Zunahme der Verarbeitungsanforderungen, und die Sicherheit mit versteckten Gefahren wird weiter reduziert. Im Jahr 2020, als 811-Batterien in großem Maßstab montiert wurden, traten häufig Selbstentzündungsunfälle auf, was diesen technischen Weg in Frage stellte.
Nur der GAC Aion S, das erste Modell, das 811-Batterien in großem Maßstab verwendet, ist auch das älteste Modell der 811-Neufahrzeuge. Von Mai bis August 2020 traten drei aufeinanderfolgende Selbstentzündungsunfälle auf, und dies waren nur 811-Batterien. Die Spitze des Eisbergs in Brand. Der Sicherheitsmangel hochnickeliger ternärer Materialien ist ein Problem, das Batteriehersteller lösen müssen. Andernfalls wird es schwierig sein, Pkw-Konsumenten zum Kauf zu überzeugen, und es ist noch unmöglicher, sie in Nutzfahrzeugen mit höheren Sicherheitsanforderungen einzusetzen.

Neues Kathodenmaterial der ternären 6s Lipo-Batterie

Neben dem Nickel-Kobalt-Mangan (NCM) ternären Material gibt es auch ein ternäres Material, das eine Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) Legierung als positive Elektrode verwendet. Im Vergleich zu NCM wird die Energiedichte von NCA weiter verbessert, aber die Sicherheitsleistung hat sich nicht wesentlich verbessert. Derzeit ist Tesla der Hauptnutzer von Nickel-Kobalt-Aluminium-Batterien, und im April 2020 beantragte es auch ein Patent für eine neue Produktionstechnologie, die die Batterielebensdauer verbessern kann.
Obwohl es von den Marktführern bevorzugt wird, ist der NCA-Technologiepfad in China sehr selten. Im Jahr 2020 machten die Lieferungen auf dem heimischen ternären Materialmarkt nur 4 % aus, und Panasonic ist derzeit der einzige große Hersteller weltweit.
Nun, das oben Genannte ist der gesamte Inhalt des Kathodenmaterials der 6s Lipo-Batterie, den CNHL Ihnen heute präsentiert. Ich glaube, nach dem Lesen des gesamten Textes hat jeder ein Verständnis für die Arten von Kathodenmaterialien der 6s Lipo-Batterie. Das Kathodenmaterial der 6s Lipo-Batterie besteht hauptsächlich aus Lithium-Kobaltoxid (LCO), Lithium-Manganat (LMO), Lithium-Eisenphosphat (LFP) und ternären Materialien (NCM). Für weitere Informationen zur 6s Lipo-Batterie klicken Sie bitte unten: Die Entwicklungsgeschichte der 1300mah 6s Batterie