Empat bahan utama untuk barang kering baterai lipo 3s!

Bagaimana baterai lipo 3s menghasilkan listrik?

Saat baterai lipo 3s bekerja, ion lithium berpartisipasi dalam reaksi redoks untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik, itulah sebabnya baterai lipo 3s dapat menyediakan energi listrik. Indikator evaluasi produk baterai lipo 3s meliputi kepadatan energi, masa siklus, performa laju (kinerja pelepasan pada arus berbeda), performa keamanan, dan suhu yang dapat diterapkan.

Komposisi biaya baterai lipo 3s

Dari sudut pandang struktur biaya baterai lipo 3s, elektroda positif, elektroda negatif, elektrolit, dan separator adalah empat bahan baku kunci, dan proporsinya dalam biaya jauh lebih tinggi dibandingkan bahan lain seperti kabel, konektor, dan agen konduktif. Ini mirip dengan baterai lipo 3s. Prinsip kerja dasarnya sama.

Empat material kunci baterai lipo 3s

1. Material elektroda positif baterai lipo 3s

Saat ini, material elektroda positif adalah material inti dari baterai lipo 3s, yang merupakan faktor kunci yang menentukan kinerja baterai. Ini berdampak langsung pada kepadatan energi akhir, tegangan, masa pakai, dan keamanan produk. Ini juga bagian paling mahal dari baterai lipo 3s. Oleh karena itu, baterai lipo 3s sering dinamai berdasarkan material elektroda positif, seperti baterai ternary, yaitu baterai lipo 3s yang menggunakan material ternary sebagai elektroda positif.
Kepadatan energi baterai lipo 3s mengacu pada energi listrik yang dapat dilepaskan oleh volume atau massa rata-rata unit baterai. Semakin tinggi kepadatan energi, semakin tinggi jarak tempuh baterai. Indikator ini adalah salah satu dasar penting apakah baterai lipo 3s dapat menikmati subsidi pemerintah.
Tentang kepadatan energi baterai lipo Artikel berikut memperkenalkan metode peningkatan kepadatan energi baterai lipo secara rinci. Mitra yang berminat dapat klik untuk melihat:
peningkatan kepadatan energi baterai lipo 1200mah - peningkatan kepadatan sel

Perbedaan antara material katoda yang berbeda sangat jelas, dan bidang aplikasinya juga berbeda. Material katoda umum dapat dibagi menjadi lithium kobalt oksida (LCO), lithium manganat (LMO), lithium besi fosfat (LFP), dan material ternary (NCM).
1) Material lithium besi oksida
Lithium kobalt oksida adalah material katoda komersial pertama. Kepadatan energinya lebih tinggi dibandingkan baterai isi ulang seperti nikel-logam hidrida dan asam timbal. Ini pertama kali mencerminkan potensi pengembangan baterai lipo 3s, tetapi sangat mahal dan memiliki masa siklus rendah. Hanya cocok untuk produk elektronik 3C. Meskipun lithium manganat memiliki biaya rendah, kepadatan energinya tidak baik. Dulu digunakan pada kendaraan listrik kecepatan rendah awal, seperti mobil baterai, sampai batas tertentu. Saat ini, terutama digunakan dalam alat listrik dan bidang penyimpanan energi, dan jarang terlihat pada baterai daya.
2) Bahan ternary
Keunggulan inti bahan ternary adalah kepadatan energi yang tinggi. Dengan volume dan kualitas yang sama, umur baterai jauh lebih unggul dibanding jalur teknis lain. Namun kekurangannya juga sangat jelas: keamanan buruk, titik nyala rendah saat terkena guncangan dan lingkungan suhu tinggi. Dalam uji keamanan terbaru seperti tusukan dan pengisian berlebih, yang lebih panas, sulit bagi baterai ternary daya besar untuk lulus uji. Kekurangan dalam performa keamanan inilah yang selalu membatasi perakitan skala besar dan aplikasi terintegrasi jalur teknologi bahan ternary.

Lithium iron phosphate justru kebalikan dari bahan ternary, dengan kepadatan energi dan umur baterai rata-rata, tetapi keamanan yang sangat baik.
Selain keunggulan keamanan, faktor utama lain di balik kenaikan cepat penjualan lithium iron phosphate adalah harganya yang murah. Selama ini, alasan utama tingginya biaya bahan baku baterai ternary (mencapai hampir 90%) adalah permintaan besar akan kobalt. Kobalt adalah mineral langka. Harganya sangat mahal dan sangat tidak stabil untuk ditambang. Harganya berfluktuasi liar. Rantai pasok juga sangat rapuh, yang dapat dengan mudah memengaruhi industri hilir.
Umur baterai kendaraan listrik lithium iron phosphate khas sekitar 300~400km, yang cukup untuk memenuhi kebutuhan lalu lintas perkotaan. Baterai ternary tidak dapat menunjukkan keunggulan inti dalam skenario aplikasi ini.
Didorong oleh dual drive biaya dan infrastruktur, tidak mengherankan semakin banyak perusahaan mobil memilih jalur teknologi lithium iron phosphate. Bahkan raksasa baterai daya CATL, yang memulai dengan baterai ternary, dengan cepat meningkatkan kapasitas produksi baterai lipo 3s fosfat besi dan memasok baterai lipo 3s fosfat besi untuk versi baterai standar Tesla Model 3 domestik.

Namun, pengembangan baterai ternary tidak berhenti. Tren jangka panjang dari jalur teknis ini adalah mengurangi biaya melalui rasio nikel tinggi dan kobalt rendah, yang disebut bahan ternary nikel tinggi.
Artikel ini tentang bahan katoda baterai lipo memiliki pengenalan yang lebih rinci. Mitra yang berminat dapat klik untuk melihat:
Penjelasan rinci tentang material katoda baterai lipo 6s

2. Bahan elektroda negatif baterai lipo 3s

Bahan elektroda negatif baterai lipo 3s terbuat dari zat aktif, perekat, dan aditif menjadi pasta perekat, kemudian dioleskan pada kedua sisi foil tembaga, dikeringkan dan digulung, untuk menyimpan dan melepaskan energi, yang terutama memengaruhi siklus indikator kinerja baterai lipo 3s.
Menurut material aktif yang digunakan, material elektroda negatif dapat dibagi menjadi dua kategori: material karbon dan material non-karbon:
1) Material berbasis karbon
Material berbasis karbon mencakup dua jalur: material grafit (grafit alami, grafit buatan, dan bola karbon mesofase) dan material berbasis karbon lainnya (karbon keras, karbon lunak, dan graphene);
2) Material non-karbon
Material non-karbon dapat dibagi menjadi material berbasis titanium, material berbasis silikon, material berbasis timah, nitrida, dan lithium logam.
Berbeda dengan material elektroda positif, meskipun elektroda negatif baterai lipo 3s memiliki jumlah jalur yang sama, produk akhirnya sangat sederhana, dan grafit buatan adalah arus utama mutlak. Data menunjukkan bahwa pengiriman grafit buatan China pada tahun 2020 sekitar 307.000 ton, yang merupakan 84% dari total pengiriman material anoda, meningkat 5,5 poin persentase dari tingkat 2019.

Dibandingkan dengan material lain, grafit buatan memiliki performa siklus yang baik, keamanan unggul, teknologi matang, bahan baku mudah diperoleh, dan biaya rendah. Ini adalah pilihan ideal.
3) Generasi baru material anoda
Masalah inti dari elektroda negatif grafit adalah bahwa batas atas teoritis kepadatan energi material elektroda negatif grafit adalah 372mAh/g, sementara produk dari perusahaan terkemuka di industri sudah dapat mencapai kepadatan energi 365mAh/g, yang mendekati batas teoritis, dan ruang peningkatan di masa depan sangat terbatas. Ada kebutuhan mendesak untuk menemukan alternatif generasi berikutnya.
Di antara generasi baru material anoda, anoda berbasis silikon adalah kandidat populer. Ia memiliki kepadatan energi yang sangat tinggi, dan rasio kapasitas teoritis dapat mencapai 4200mAh/g, jauh melampaui material grafit. Namun, sebagai material elektroda negatif, silikon juga memiliki kekurangan serius, dan interkalasi ion lithium akan menyebabkan ekspansi volume yang parah, merusak struktur baterai, dan menyebabkan penurunan kapasitas baterai yang cepat.

Salah satu solusi saat ini adalah menggunakan material komposit silikon-karbon. Partikel silikon digunakan sebagai material aktif untuk menyediakan kapasitas penyimpanan lithium. Partikel-partikel tersebut menggumpal selama siklus pengisian dan pengosongan.
Berdasarkan hal ini, material anoda silikon karbon dianggap sebagai jalur teknis yang paling menjanjikan, dan secara bertahap mendapatkan perhatian dari perusahaan-perusahaan dalam rantai industri. Tesla Model 3 telah menggunakan baterai anoda grafit buatan yang didoping dengan 10% material berbasis silikon, dan kepadatan energinya berhasil mencapai 300wh/kg, yang secara signifikan lebih unggul dibandingkan baterai yang menggunakan jalur teknis tradisional.

Namun, dibandingkan dengan anoda grafit, selain teknologi pemrosesan anoda silikon karbon yang belum matang, biaya yang lebih tinggi juga menjadi hambatan. Harga pasar saat ini untuk bahan anoda silikon karbon melebihi 150.000 yuan/ton, dua kali lipat dari bahan anoda grafit buatan kelas atas. Setelah produksi massal di masa depan, produsen baterai juga akan menghadapi masalah pengendalian biaya serupa seperti bahan katoda.

3. elektrolit baterai lipo 3s

Dalam baterai lipo 3s, elektrolit terutama digunakan sebagai pembawa migrasi ion untuk memastikan transmisi ion antara elektroda positif dan negatif. Keamanannya pada baterai lipo 3s (tentang masalah keamanan baterai lipo, artikel ini memperkenalkan langkah pencegahan untuk mengatasi masalah keamanan baterai lipo, dan mitra yang membutuhkannya dapat membacanya sendiri: cnhl 6s lipo battery safety problems and preventive measures), umur siklus, laju pengisian dan pengosongan, kinerja suhu tinggi dan rendah, densitas energi, dan indikator kinerja lainnya memiliki pengaruh tertentu.

Elektrolit umumnya terdiri dari bahan baku seperti pelarut organik murni tinggi, garam lithium elektrolit, dan aditif dalam proporsi tertentu. Menurut kualitas, kualitas pelarut mencapai 80%~90%, garam lithium 10%~15%, dan aditif sekitar 5%; menurut biaya, garam lithium sekitar 40%~50%, pelarut sekitar 40%~50%, sekitar 30%, dan aditif sekitar 10% hingga 30%.
1) Persyaratan untuk elektrolit baterai lipo 3s
Dibandingkan dengan tiga bahan lainnya, baterai lipo 3s memiliki persyaratan paling kompleks untuk elektrolit dan perlu memiliki berbagai karakteristik:
Konduktivitas ionik yang baik dan resistensi migrasi ion yang rendah;
Stabilitas kimia tinggi, tidak ada reaksi samping berbahaya dengan bahan elektroda, elektrolit, membran, dll.;
Titik leleh rendah, titik didih tinggi, dan tetap cair dalam rentang suhu yang luas;
Penemuan ini memiliki keunggulan keamanan yang baik, proses pembuatan yang sederhana, biaya rendah, tidak beracun dan tidak mencemari.
2) Elektrolit baterai lipo utama 3s
Lithium Hexafluorophosphate
Saat ini, lithium hexafluorophosphate (LiPF6) adalah solut garam lithium utama karena kinerjanya yang lebih baik dan biaya yang lebih rendah. Ia memiliki kelarutan yang baik dan konduktivitas listrik tinggi dalam berbagai pelarut non-aqueous, sifat kimia yang relatif stabil, keamanan yang baik, dan polusi lingkungan yang lebih sedikit. Namun, kekurangannya juga jelas: lithium hexafluorophosphate sensitif terhadap kelembapan dan memiliki stabilitas termal yang buruk. Ia dapat mulai terurai pada suhu serendah 60 °C, dan kinerja baterai akan menurun dengan cepat. Efek siklus di lingkungan suhu rendah relatif biasa, dan rentang suhu yang dapat disesuaikan sempit.

Selain itu, lithium hexafluorophosphate memiliki persyaratan yang sangat tinggi terhadap kemurnian dan stabilitasnya. Proses produksinya melibatkan kondisi kerja yang keras seperti suhu rendah, korosi kuat, tanpa air dan debu, dan produksinya juga relatif sulit.
Lithium Bisfluorosulfonimide
Di antara generasi baru garam lithium, lithium bisfluorosulfonimide (LiFSI) dianggap sebagai alternatif yang menjanjikan untuk lithium hexafluorophosphate. Dibandingkan dengan garam lithium tradisional, LiFSI memiliki stabilitas termal yang lebih tinggi, dan memiliki keunggulan dalam konduktivitas listrik, umur siklus, kinerja suhu rendah, dan lain-lain.
Namun, terbatas oleh proses produksi dan kapasitas, biaya LiFSI terlalu tinggi, jauh melebihi lithium hexafluorophosphate. Untuk mengendalikan biaya, LiFSI masih lebih banyak digunakan sebagai aditif elektrolit dalam penggunaan komersial aktual, bukan sebagai zat terlarut garam lithium.
Pengenalan rinci tentang elektrolit baterai lipo diperkenalkan dalam artikel berikut, dan mitra yang membutuhkannya dapat memperluas bacaan:
Elektrolit baterai lipo Cnhl 6s, fungsi praktis dan konstruksi sistem klasik

4. diafragma baterai lipo 3s

Separator baterai lipo 3s adalah film tipis di antara elektroda positif dan negatif, yang dapat digunakan untuk memisahkan elektroda positif dan negatif guna mencegah korsleting saat baterai lipo 3s mengalami reaksi elektrolisis. Separator direndam dalam elektrolit, dan terdapat banyak mikropori di permukaannya yang memungkinkan ion lithium melewati. Bahan, jumlah, dan ketebalan mikropori akan memengaruhi kecepatan ion lithium melewati separator, yang pada gilirannya memengaruhi tingkat pelepasan, umur siklus, dan indikator lain dari baterai.

Poliolefin adalah bahan separator baterai lipo 3s umum saat ini, yang dapat memberikan stabilitas mekanis dan kimia yang baik untuk separator baterai lipo 3s. Ini dibagi lebih lanjut menjadi tiga kategori: polietilena (PE), polipropilena (PP), dan bahan komposit.
4.1 Pemilihan bahan diafragma baterai lipo 3s
Pemilihan bahan diafragma terkait dengan bahan elektroda positif. Saat ini, polietilena terutama digunakan pada baterai lipo 3s ternary, dan polipropilena terutama digunakan pada baterai lipo 3s fosfat besi.
Selain bahan, proses persiapan juga memiliki pengaruh tertentu terhadap kinerja separator.
4.2 Teknologi produksi diafragma baterai lipo 3s
Teknologi produksi saat ini dari separator baterai lipo 3s dibagi menjadi dua kategori: metode kering dan metode basah.
4.2.1 proses kering diafragma baterai lipo 3s
Metode kering, juga dikenal sebagai metode peregangan leleh (MSCS), dapat dibagi lebih lanjut menjadi peregangan uniaxial dan peregangan biaxial. Rute teknis ini memiliki waktu pengembangan yang lama dan lebih matang, dan terutama digunakan untuk produksi membran PP. Selain itu, proses peregangan biaxial hanya digunakan untuk baterai kelas bawah karena kinerja produk jadi yang buruk, dan tidak lagi menjadi proses persiapan utama.
Proses kering memiliki karakteristik kesederhanaan, biaya rendah, dan ramah lingkungan, tetapi kinerja produk buruk, dan lebih cocok untuk baterai berdaya rendah dan kapasitas rendah. Seperti yang disebutkan di atas, baterai lipo 3s fosfat besi hanya memiliki kekurangan kepadatan energi rendah, jadi separator yang menggunakan proses kering sebagian besar digunakan dalam jalur teknis ini.

4.2.2 proses basah membran baterai lipo 3s
Proses basah, juga dikenal sebagai pemisahan fase termal (TIPS), berbeda dengan proses kering yang hanya meregangkan film dasar. Proses basah melapisi permukaan film dasar untuk meningkatkan stabilitas termal bahan. Dibandingkan dengan produk yang dibuat dengan proses kering, membran proses basah memiliki keunggulan yang jelas dalam kinerja. Ketebalannya lebih tipis, kekuatan tariknya lebih ideal, porositasnya lebih tinggi, ukuran pori lebih seragam dan tingkat penyusutan melintang lebih tinggi. Selain itu, kekuatan tusuk separator basah lebih tinggi, yang lebih mendukung perpanjangan umur baterai, dan lebih cocok untuk arah pengembangan baterai lipo 3s dengan kepadatan energi tinggi. Saat ini terutama digunakan pada baterai ternary.
Namun, dibandingkan dengan proses kering, proses basah relatif kompleks, mahal, dan mudah mencemari lingkungan.
4.3 proses basah membran baterai lipo 3s dengan cepat menggantikan proses kering
Tren pasar utama saat ini untuk bahan membran sudah mapan. Karena lebih sesuai dengan kebutuhan kepadatan energi tinggi dari baterai daya, ini dapat memperpanjang umur siklus baterai, dan dapat meningkatkan kapasitas pelepasan arus tinggi baterai. Proses basah dengan cepat menggantikan proses kering. Data menunjukkan bahwa pada tahun 2017, pangsa pasar separator baterai lipo 3s dengan proses basah melebihi separator proses kering untuk pertama kalinya, dan pada tahun 2018 hanya satu tahun kemudian, pangsa pasar tersebut naik lebih lanjut menjadi 65%.
Di atas adalah seluruh isi dari empat bahan utama baterai lipo 3s yang dibawa oleh CNHL. Saya percaya setelah membaca seluruh teks, semua orang memahami bahwa bagian utama dari biaya baterai lipo 3s adalah bahan elektroda positif, bahan elektroda negatif, elektrolit, dan membran baterai lipo 3s. Semoga isi di atas bermanfaat bagi Anda, jika Anda perlu membeli baterai lipo 3s, Anda dapat masuk ke toko online kami: Chinahobbyline untuk membeli, kami memiliki gudang di seluruh dunia, Anda dapat membeli dengan percaya diri; jika Anda ingin mendapatkan informasi lebih lanjut tentang baterai lipo, silakan klik di bawah ini:
sistem manajemen lipo 6s 6200mah dan SOC lipo 6s 6200mah