Explication détaillée du matériau de cathode de la batterie lipo 6s

Du point de vue de la structure des coûts de la batterie lipo 6s, l'électrode positive, l'électrode négative, l'électrolyte et le séparateur sont les quatre matières premières clés, et leur proportion dans le coût est bien plus élevée que celle d'autres matériaux tels que les faisceaux de câbles, les connecteurs et les agents conducteurs. C'est similaire à la batterie lipo 6s. Le principe de fonctionnement de base est le même. Ensuite, le fabricant professionnel de batteries lipo 6s CNHL présentera en détail les matériaux de cathode des quatre matériaux mentionnés ci-dessus.
Concernant la teneur en électrolyte de la batterie lipo 6s, l'article suivant en fait une introduction détaillée, et les partenaires intéressés peuvent le consulter par eux-mêmes :
Électrolyte de batterie lipo 6s Cnhl, fonction pratique et construction classique du système

Matériau de cathode de la batterie lipo 6s

Actuellement, le matériau de cathode est le matériau central de la batterie lipo 6s, et c'est le facteur clé qui détermine la performance de la batterie lipo 6s. Il a un impact direct sur la densité énergétique finale, la tension, la durée de vie et la sécurité du produit. C'est aussi la partie la plus coûteuse de la batterie lipo 6s. Pour cette raison, la batterie lipo 6s est souvent nommée d'après le matériau de l'électrode positive, comme la batterie ternaire, qui est la batterie lipo 6s utilisant le matériau ternaire comme électrode positive.
La différence entre les différents matériaux de cathode est évidente, et les domaines d'application sont également différents. Les matériaux de cathode courants peuvent être divisés en oxyde de cobalt lithium (LCO), manganate de lithium (LMO), phosphate de fer lithium (LFP) et matériaux ternaires (NCM).

1) Matériau de cathode batterie lipo 6s oxyde de cobalt lithium

C'est le premier matériau de cathode commercialisé pour batterie lipo 6s. Sa densité énergétique est plus élevée que celle des batteries rechargeables telles que le nickel-hydrure métallique et le plomb-acide. Il reflète d'abord le potentiel de développement de la batterie lipo 6s, mais il est très coûteux et a une faible durée de cycle. Il convient uniquement aux produits électroniques 3C. Bien que le manganate de lithium ait un faible coût, sa densité énergétique n'est pas bonne. Il a été utilisé dans les premiers véhicules électriques à basse vitesse, comme les vélos électriques, dans une certaine mesure. Aujourd'hui, il est principalement utilisé dans les outils électriques et les domaines de stockage d'énergie, et est rarement vu dans les batteries de puissance.
Actuellement principalement utilisé dans le domaine des véhicules électriques, il existe deux voies techniques : les matériaux ternaires et le phosphate de fer lithium. En 2020, la proportion des matériaux de cathode pour batterie lipo 6s sera classée première (46%) et deuxième (25%).

2) Matériau d'électrode positive ternaire batterie lipo 6s

L'avantage principal est la haute densité énergétique. Pour un même volume et poids, la durée de vie de la batterie est bien supérieure à celle des autres voies techniques. Mais ses défauts sont aussi très évidents : mauvaise sécurité, faible point d'ignition lorsqu'elle est soumise à un choc et à un environnement à haute température. Lors de récents tests de sécurité tels que l'acupuncture et la surcharge, qui sont plus chauds, il est difficile pour les batteries ternaires de grande capacité de passer le test. C'est le défaut de performance de sécurité qui a toujours limité l'assemblage à grande échelle et l'application intégrée de la voie technologique des matériaux ternaires.

3) Matériau de cathode batterie lipo 6s phosphate de fer lithium

Le phosphate de fer est tout le contraire des matériaux ternaires, la densité énergétique (environ la densité énergétique de la batterie lipo 6s, l'article suivant en fait une introduction détaillée :
Amélioration de la densité énergétique de la batterie lipo 1200mah - amélioration de la densité cellulaire) et la durée de vie de la batterie sont moyennes, mais la sécurité est très bonne. Sa structure cristalline est de type olivine unique, et la structure du squelette spatial ne se déforme pas facilement, ce qui lui permet de rester stable dans un environnement à haute température.

Comparaison des matériaux de cathode de la batterie lipo 6s

1) Sécurité

Le matériau ternaire commence à se décomposer et à libérer de l'oxygène à environ 150 ℃ ~ 250 ℃, provoquant la combustion de l'électrolyte. En revanche, la température de décomposition du phosphate de fer lithium est d'environ 600 ℃, et l'avantage de sécurité est très évident. Sur la base des avantages ci-dessus, le phosphate de fer lithium peut passer de nombreux tests de sécurité que les batteries ternaires ne peuvent pas passer.

2) Durée de vie

D'autre part, la durée de vie de la batterie lipo 6s au phosphate de fer a également un énorme avantage, et son nombre de cycles dépasse largement celui des autres voies techniques, répondant ainsi aux deux exigences clés des consommateurs de véhicules électriques : sécurité et durabilité.
Actuellement, la capacité installée des batteries ternaires a diminué, et la part de marché des batteries lipo 6s au phosphate de fer augmente rapidement. Les statistiques montrent qu'en 2020, le volume cumulé des ventes de batteries de puissance nationales atteindra 65,9 GWh, dont 38,9 GWh de batteries ternaires 6s installées dans les véhicules, représentant 61,1 %, une baisse cumulée de 4,1 % ; les batteries lipo 6s au phosphate de fer installées atteignent 24,4 GWh, représentant 61,1 % contre 38,3 % et une augmentation cumulée de 20,6 %, devenant le seul type de batterie de puissance avec une augmentation des ventes d'une année sur l'autre.

3) Prix

Outre l'avantage de sécurité, un autre facteur majeur derrière la montée rapide des ventes de phosphate de fer lithium est son faible coût. Pendant longtemps, la principale raison du coût élevé des matières premières des batteries ternaires (représentant près de 90 %) est la forte demande de cobalt. Le cobalt est un minéral rare. Il est très cher et extrêmement instable à extraire. Le prix fluctue énormément. La chaîne d'approvisionnement est également très fragile, ce qui peut facilement affecter les industries en aval.
Dans les premières années, en raison de l'existence de subventions gouvernementales, le coût élevé des batteries ternaires n'était pas évident, mais avec la baisse continue des subventions ces dernières années, la pression sur les coûts est devenue de plus en plus lourde, obligeant les fabricants de batteries à trouver des matériaux alternatifs moins coûteux.
L'avantage de coût du phosphate de fer lithium est qu'il ne contient pas de cobalt, et même lorsque le prix par tonne est à un niveau élevé, il est bien inférieur à celui des matériaux ternaires.
En même temps, avec l'augmentation rapide du nombre de bornes de recharge, cela peut également compenser la durée de vie de la batterie lipo 6s au phosphate de fer. L'autonomie typique d'un véhicule électrique au phosphate de fer lithium est d'environ 300~400 km, ce qui suffit à répondre aux besoins du trafic urbain. La batterie ternaire ne peut pas refléter ses avantages principaux dans ce scénario d'application.
Poussé par la double impulsion du coût et de l'infrastructure, il n'est pas surprenant que de plus en plus de constructeurs automobiles choisissent la voie technologique du phosphate de fer lithium. Même le géant des batteries de puissance CATL, qui a commencé avec les batteries ternaires, augmente rapidement la capacité de production de batteries lipo 6s au phosphate de fer et fournit ces batteries pour la version à autonomie standard de la Tesla Model 3 nationale.

Tendance de développement de la batterie lipo 6s ternaire

Cependant, le développement des batteries ternaires ne s'est pas arrêté. La tendance à long terme de cette voie technologique est de réduire les coûts par le ratio nickel élevé et cobalt faible, le soi-disant matériau ternaire à haut nickel.
Selon la proportion des trois éléments nickel, cobalt et manganèse, les matériaux ternaires peuvent être divisés en quatre types principaux : 111, 523, 622 et 811. Du point de vue de la part de marché, les matériaux ternaires de la série 5 (c'est-à-dire 523) sont encore la norme. En 2020, la part de marché des matériaux ternaires dépassera 50 % ; la batterie de la série 8 (c'est-à-dire 811) explosera en raison de la tendance à la haute teneur en nickel, et la part de marché passera de 6 % en 2018 à 24 % en 2020. Le potentiel est énorme.
D'une part, la batterie lipo 6s ternaire à haut nickel réduit l'utilisation du cobalt coûteux, et le coût est plus contrôlable. D'autre part, la capacité de la batterie est grandement augmentée, ce qui correspond mieux aux besoins des consommateurs. Ces dernières années, l'autonomie des véhicules électriques nationaux a rapidement augmenté, et les batteries à haut nickel y ont contribué.
Cependant, en contrepartie, l'augmentation de la teneur en nickel signifie une augmentation rapide de la difficulté de traitement, et la sécurité, qui présente déjà des dangers cachés, est encore réduite. En 2020, lorsque les batteries 811 seront assemblées à grande échelle, des accidents d'auto-inflammation se produiront fréquemment, ce qui remet en question cette voie technologique.
Seul le GAC Aion S, le premier modèle à utiliser largement les batteries 811, est aussi le plus ancien modèle de véhicules à énergie nouvelle 811. De mai à août 2020, trois accidents consécutifs d'auto-inflammation se sont produits, et il s'agissait uniquement de batteries 811. La partie émergée de l'iceberg en feu. Le défaut de sécurité des matériaux ternaires à haut nickel est un problème que les fabricants de batteries doivent résoudre. Sinon, il sera difficile de convaincre les consommateurs de voitures particulières de les acheter, et encore plus impossible de les utiliser dans les véhicules commerciaux avec des exigences de sécurité plus élevées.

Nouveau matériau de cathode batterie lipo 6s ternaire

En plus du matériau ternaire nickel-cobalt-manganèse (NCM), il existe également un matériau ternaire utilisant un alliage nickel-cobalt-aluminium (NCA) comme électrode positive. Comparé au NCM, la densité énergétique du NCA est encore améliorée, mais la performance de sécurité n'est toujours pas beaucoup améliorée. Actuellement, Tesla est le principal utilisateur des batteries nickel-cobalt-aluminium, et en avril 2020, elle a également déposé un brevet pour une nouvelle technologie de production pouvant améliorer la durée de vie de la batterie.
Cependant, bien qu'elle soit appréciée par les leaders, la voie technologique NCA est très rare en Chine. En 2020, les expéditions sur le marché national des matériaux ternaires ne représenteront que 4 %, et Panasonic est actuellement le seul grand fabricant mondial.
Eh bien, ce qui précède est le contenu complet du matériau de cathode de la batterie lipo 6s présenté aujourd'hui par CNHL. Je crois qu'après avoir lu tout le texte, tout le monde comprend les types de matériaux de cathode de la batterie lipo 6s. Le matériau de cathode de la batterie lipo 6s est principalement l'oxyde de cobalt lithium (LCO), le manganate de lithium (LMO), le phosphate de fer lithium (LFP) et les matériaux ternaires (NCM). Pour plus d'informations sur la batterie lipo 6s, veuillez cliquer ci-dessous : L'histoire du développement de la batterie 1300mah 6s