Vier belangrijke materialen voor lipo batterij 3s droge goederen!

Hoe genereert lipo batterij 3s elektriciteit?

Wanneer de lipo batterij 3s werkt, nemen lithiumionen deel aan de redoxreactie om chemische energie om te zetten in elektrische energie, waardoor de lipo batterij 3s elektrische energie kan leveren. De evaluatie-indicatoren van een lipo batterij 3s product omvatten energiedichtheid, levenscyclus, snelheidsperformance (ontlaadprestaties onder verschillende stromen), veiligheidsperformance en toepasselijke temperatuur.

Kostenopbouw van lipo batterij 3s

Vanuit het perspectief van de kostenstructuur van lipo batterij 3s zijn de positieve elektrode, negatieve elektrode, elektrolyt en separator de vier belangrijkste grondstoffen, en hun aandeel in de kosten is veel hoger dan dat van andere materialen zoals draadbomen, connectoren en geleidingsmiddelen. Dit is vergelijkbaar met lipo batterij 3s. Het basiswerkingsprincipe is hetzelfde.

Vier sleutelmaterialen van lipo batterij 3s

1. lipo batterij 3s positief elektrode materiaal

Op dit moment is het positieve elektrode materiaal het kernmateriaal van de lipo batterij 3s, en het is een belangrijke factor die de prestaties van de batterij bepaalt. Het heeft een directe invloed op de uiteindelijke energiedichtheid, spanning, levensduur en veiligheid van het product. Het is ook het duurste onderdeel van de lipo batterij 3s. Om deze reden wordt de lipo batterij 3s vaak genoemd naar het positieve elektrode materiaal, zoals de ternair batterij, wat de lipo batterij 3s is die ternair materiaal als positieve elektrode gebruikt.
De energiedichtheid van lipo batterij 3s verwijst naar de elektrische energie die kan worden vrijgegeven door het gemiddelde volume of gewicht van de batterij. Hoe hoger de energiedichtheid, hoe groter het bereik van de batterij. Deze indicator is een van de belangrijke basiscriteria om te bepalen of een lipo batterij 3s in aanmerking komt voor overheidsubsidies.
Over de energiedichtheid van lipo batterij Het volgende artikel introduceert gedetailleerd de methode om de energiedichtheid van lipo batterij te verbeteren. Geïnteresseerde partners kunnen klikken om te bekijken:
1200mah lipo batterij energiedichtheid verbetering - cel dichtheid verbetering

Het verschil tussen verschillende kathodematerialen is duidelijk, en de toepassingsgebieden zijn ook verschillend. Veelvoorkomende kathodematerialen kunnen worden onderverdeeld in lithiumkobaltoxide (LCO), lithiummanganaat (LMO), lithiumijzerfosfaat (LFP) en ternair materiaal (NCM).
1) Lithiumijzeroxide materiaal
Lithiumkobaltoxide is het vroegst op de markt gebrachte kathodemateriaal. De energiedichtheid is hoger dan die van oplaadbare batterijen zoals nikkel-metaalhydride en lood-zuur. Het weerspiegelt eerst het ontwikkelingspotentieel van lipo batterij 3s, maar het is erg duur en heeft een korte levensduur. Het is alleen geschikt voor 3C elektronische producten. Hoewel lithiummanganaat goedkoop is, is de energiedichtheid niet goed. Het werd in zekere mate gebruikt in vroege langzaam rijdende elektrische voertuigen, zoals batterijauto's. Tegenwoordig wordt het voornamelijk gebruikt in elektrisch gereedschap en energieopslag, en wordt het zelden gezien in krachtbatterijen.
2) Ternary materiaal
Het kernvoordeel van ternary materialen is hun hoge energiedichtheid. Bij hetzelfde volume en gewicht is de batterijlevensduur ver vooruit op andere technische routes. Maar de nadelen zijn ook zeer duidelijk: slechte veiligheid, laag ontbrandingpunt bij schokken en hoge temperatuur omgeving. Bij recente veiligheidstests zoals naalden en overladen, die heter zijn, is het moeilijk voor grote capaciteit power ternary batterijen om te slagen. Het is het veiligheidsgebrek dat altijd de grootschalige assemblage en geïntegreerde toepassing van de ternary materiaaltechnologieroute heeft beperkt.

Lithiumijzerfosfaat is precies het tegenovergestelde van ternary materialen, met gemiddelde energiedichtheid en batterijlevensduur, maar uitstekende veiligheid.
Naast het veiligheidsvoordeel is een andere belangrijke factor achter de snelle stijging van de verkoop van lithiumijzerfosfaat de goedkoopheid. Lange tijd was de belangrijkste reden voor de hoge kosten van grondstoffen voor ternary batterijen (goed voor bijna 90%) de grote vraag naar kobalt. Kobalt is een zeldzaam mineraal. Het is erg duur en extreem onstabiel om te delven. De prijs fluctueert sterk. De toeleveringsketen is ook erg kwetsbaar, wat gemakkelijk downstream industrieën kan beïnvloeden.
De batterijlevensduur van een typische lithiumijzerfosfaat elektrische auto is ongeveer 300~400 km, wat voldoende is om te voldoen aan de behoeften van het stadsverkeer. De ternary batterij kan zijn kernvoordelen in dit toepassingsscenario niet laten zien.
Gedreven door de dubbele drijfveer van kosten en infrastructuur is het niet verrassend dat steeds meer autofabrikanten kiezen voor de lithiumijzerfosfaat-technologieroute. Zelfs de powerbatterij-gigant CATL, die begon met ternary batterijen, verhoogt snel de productiecapaciteit van ijzerfosfaat lipo batterij 3s en levert ijzerfosfaat lipo batterij 3s voor de standaard batterijlevensduurversie van de binnenlandse Tesla Model 3.

De ontwikkeling van ternary batterijen is echter niet gestopt. De langetermijntrend van deze technische route is het verlagen van de kosten door de verhouding van hoog nikkel en laag kobalt, het zogenaamde high nickel ternary materiaal.
Dit artikel over lipo batterij kathode materiaal heeft een meer gedetailleerde introductie. Geïnteresseerde partners kunnen klikken om te bekijken:
Gedetailleerde uitleg over 6s lipo batterij kathodemateriaal

2. Negatief elektrode materiaal van lipo batterij 3s

Het negatieve elektrode materiaal van lipo batterij 3s is gemaakt van actieve stoffen, bindmiddelen en additieven tot een pasta-achtige lijm, en wordt vervolgens aan beide zijden van het koperen folie gesmeerd, gedroogd en gerold, om energie op te slaan en vrij te geven, wat voornamelijk de cyclus van de prestatie-indicatoren van lipo batterij 3s beïnvloedt.
Volgens de gebruikte actieve materialen kunnen de negatieve elektrode materialen worden verdeeld in twee categorieën: koolstofmaterialen en niet-koolstofmaterialen:
1) Koolstofgebaseerde materialen
Koolstofgebaseerde materialen omvatten twee routes: grafietmaterialen (natuurlijk grafiet, kunstmatig grafiet en mesofase koolstofbollen) en andere koolstofgebaseerde materialen (hard koolstof, zacht koolstof en grafeen);
2) Niet-koolstof materialen
Niet-koolstof gebaseerde materialen kunnen worden onderverdeeld in titaniumgebaseerde materialen, siliciumgebaseerde materialen, tin-gebaseerde materialen, nitriden en metallisch lithium.
Anders dan het positieve elektrode materiaal, hoewel de negatieve elektrode van de lipo batterij 3s hetzelfde aantal routes heeft, is het eindproduct zeer eenvoudig, en kunstmatig grafiet is de absolute mainstream. Gegevens tonen aan dat de verzendingen van kunstmatig grafiet in China in 2020 ongeveer 307.000 ton zullen bedragen, wat 84% van de totale verzendingen van anodematerialen is, een verdere stijging van 5,5 procentpunten ten opzichte van het niveau van 2019.

In vergelijking met andere materialen heeft kunstmatig grafiet een goede cyclische prestatie, superieure veiligheid, volwassen technologie, gemakkelijke toegang tot grondstoffen en lage kosten. Het is een ideale keuze.
3) Een nieuwe generatie anodematerialen
Het kernprobleem van de grafiet negatieve elektrode is dat de theoretische bovengrens van de energiedichtheid van grafiet negatief elektrode materiaal 372mAh/g is, terwijl de producten van toonaangevende bedrijven in de industrie al een energiedichtheid van 365mAh/g kunnen bereiken, wat dicht bij de theoretische limiet ligt, en de toekomstige verbeteringsruimte is uiterst beperkt. Er is dringend behoefte aan het vinden van alternatieven voor de volgende generatie.
Onder de nieuwe generatie anodematerialen zijn siliciumgebaseerde anodes populaire kandidaten. Het heeft een zeer hoge energiedichtheid, en de theoretische capaciteitsverhouding kan 4200mAh/g bereiken, wat ver boven die van grafietmaterialen ligt. Echter, als negatief elektrode materiaal heeft silicium ook ernstige gebreken, en de intercalatie van lithiumionen veroorzaakt ernstige volumevergroting, beschadigt de batterijstructuur en veroorzaakt een snelle afname van de batterijcapaciteit.

Een van de huidige oplossingen is het gebruik van silicium-koolstof composietmaterialen. Siliciumdeeltjes worden gebruikt als actief materiaal om lithiumopslagcapaciteit te bieden. De deeltjes klonteren samen tijdens laad-ontlaadcycli.
Op basis hiervan worden silicium-koolstof anodematerialen beschouwd als de meest veelbelovende technische route, en krijgen ze geleidelijk de aandacht van bedrijven in de toeleveringsketen. Tesla's Model 3 gebruikt een kunstmatige grafietanodebatterij gedoteerd met 10% siliciumgebaseerd materiaal, en de energiedichtheid heeft met succes 300wh/kg bereikt, wat aanzienlijk voorloopt op batterijen die traditionele technische routes gebruiken.

Echter, vergeleken met grafietanodes, naast de onvolwassen verwerkingstechnologie van silicium-koolstofanodes, is de hogere kostprijs ook een obstakel. De huidige marktprijs van silicium-koolstofanodematerialen overschrijdt 150.000 yuan/ton, wat het dubbele is van die van hoogwaardige kunstmatige grafietanodematerialen. Na massaproductie in de toekomst zullen batterijfabrikanten ook met vergelijkbare kostenbeheersingsproblemen worden geconfronteerd als bij kathodematerialen.

3. lipo batterij 3s elektrolyt

In de lipo batterij 3s wordt de elektrolyt voornamelijk gebruikt als drager voor ionenmigratie om de overdracht van ionen tussen de positieve en negatieve elektroden te waarborgen. De veiligheid van de lipo batterij 3s (over de veiligheidsproblemen van lipo batterijen, introduceert dit artikel preventieve maatregelen om met de veiligheidsproblemen om te gaan, en partners die dit nodig hebben kunnen het zelf lezen: cnhl 6s lipo battery safety problems and preventive measures), de levensduur, laad- en ontlaadsnelheid, prestaties bij hoge en lage temperaturen, energiedichtheid en andere prestatie-indicatoren worden hierdoor beïnvloed.

De elektrolyt bestaat over het algemeen uit grondstoffen zoals hoogzuiver organisch oplosmiddel, elektrolyt lithiumzout en additieven in een bepaalde verhouding. Volgens de kwaliteit bedraagt het oplosmiddel 80%~90%, het lithiumzout 10%~15%, en de additieven ongeveer 5%; volgens de kosten bedraagt het lithiumzout ongeveer 40%~50%, het oplosmiddel ongeveer 40%~50%, ongeveer 30%, en additieven ongeveer 10% tot 30%.
1) Eisen aan de elektrolyt van lipo batterij 3s
Vergeleken met de andere drie materialen heeft de lipo batterij 3s de meest complexe eisen aan de elektrolyt en moet het verschillende eigenschappen bezitten:
Goede ionische geleidbaarheid en lage ionmigratieweerstand;
Hoge chemische stabiliteit, geen schadelijke nevenreacties met elektrode-materialen, elektrolyten, membranen, enz.;
Het smeltpunt is laag, het kookpunt is hoog, en het blijft vloeibaar in een breed temperatuurbereik;
De uitvinding heeft de voordelen van goede veiligheid, een eenvoudig bereidingsproces, lage kosten, niet-toxisch en milieuvriendelijk.
2) Gangbare lipo batterij 3s elektrolyt
Lithiumhexafluorfosfaat
Momenteel is lithiumhexafluorfosfaat (LiPF6) de gangbare lithiumzoutoplosser vanwege de betere prestaties en lagere kosten. Het heeft een goede oplosbaarheid en hoge elektrische geleidbaarheid in diverse niet-waterige oplosmiddelen, relatief stabiele chemische eigenschappen, goede veiligheid en minder milieubelasting. De nadelen zijn echter ook duidelijk: lithiumhexafluorfosfaat is gevoelig voor vocht en heeft een slechte thermische stabiliteit. Het kan al bij 60 °C beginnen te ontleden, en de batterijprestaties zullen snel achteruitgaan. Het cycluseffect bij lage temperaturen is relatief gemiddeld, en het aanpasbare temperatuurbereik is smal.

Bovendien stelt lithiumhexafluorfosfaat zeer hoge eisen aan zijn zuiverheid en stabiliteit. Het productieproces omvat zware werkomstandigheden zoals lage temperatuur, sterke corrosie, geen water en stof, en de productie is ook relatief moeilijk.
Lithium Bisfluorosulfonimide
Onder de nieuwe generatie lithiumzouten wordt lithium bisfluorosulfonimide (LiFSI) beschouwd als een veelbelovende vervanger van lithiumhexafluorfosfaat. Vergeleken met traditionele lithiumzouten heeft LiFSI een hogere thermische stabiliteit en voordelen op het gebied van elektrische geleidbaarheid, cyclusduur, prestaties bij lage temperaturen, enz.
Beperkt door het productieproces en de capaciteit is de kostprijs van LiFSI echter te hoog, ver boven die van lithiumhexafluorfosfaat. Om de kosten te beheersen, wordt LiFSI in de praktijk commercieel nog meer gebruikt als elektrolytadditief dan als lithiumzoutoplosmiddel.
De gedetailleerde introductie van de lipo batterij elektrolyt wordt geïntroduceerd in het volgende artikel, en de partners die het nodig hebben kunnen de lezing uitbreiden:
Cnhl 6s lipo batterij elektrolyt, praktische functie en klassieke systeemopbouw

4. lipo batterij 3s membraan

De lipo batterij 3s separator is een dunne film tussen de positieve en negatieve elektroden, die kan worden gebruikt om de positieve en negatieve elektroden te scheiden om kortsluiting te voorkomen wanneer de lipo batterij 3s een elektrolyse reactie ondergaat. De separator is ondergedompeld in de elektrolyt, en er zijn een groot aantal microporiën op het oppervlak die lithiumionen doorlaten. Het materiaal, het aantal en de dikte van de microporiën beïnvloeden de snelheid waarmee lithiumionen door de separator passeren, wat op zijn beurt de ontlaadsnelheid, cyclusduur en andere indicatoren van de batterij beïnvloedt.

Polyolefine is het huidige algemene lipo batterij 3s separator materiaal, dat goede mechanische en chemische stabiliteit kan bieden voor de lipo batterij 3s separator. Het is verder onderverdeeld in drie categorieën: polyethyleen (PE), polypropyleen (PP) en composietmaterialen.
4.1 lipo batterij 3s membraanmateriaal selectie
De keuze van membraanmateriaal is gerelateerd aan het positieve elektrode materiaal. Momenteel wordt polyethyleen voornamelijk gebruikt in ternair lipo batterij 3s, en polypropyleen voornamelijk in ijzerfosfaat lipo batterij 3s.
Naast het materiaal heeft het bereidingsproces ook een zekere invloed op de prestaties van de separator.
4.2 Productietechnologie van lipo batterij 3s membraan
De huidige productietechnologie van lipo batterij 3s separator is onderverdeeld in twee categorieën: droge methode en natte methode.
4.2.1 lipo batterij 3s membraan droogproces
Droge methode, ook bekend als smeltrekmethode (MSCS), kan verder worden onderverdeeld in uniaxiaal rekken en biaxiaal rekken. Deze technische route heeft een lange ontwikkelingsperiode en is meer volwassen, en wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van PP-membranen. Bovendien wordt het biaxiale rekproces alleen gebruikt voor laagwaardige batterijen vanwege de slechte prestaties van het eindproduct, en is het niet langer het mainstream bereidingsproces.
Het droge proces heeft de kenmerken van eenvoud, lage kosten en milieuvriendelijkheid, maar de productprestaties zijn slecht, en het is meer geschikt voor laagvermogen, laagcapaciteitsbatterijen. Zoals hierboven vermeld, heeft de ijzerfosfaat lipo batterij 3s net het nadeel van lage energiedichtheid, dus de separator die het droge proces gebruikt, wordt meestal in deze technische route toegepast.

4.2.2 lipo batterij 3s membraan nat proces
Het natte proces, ook bekend als thermisch geïnduceerde fase-scheiding (TIPS), verschilt van het droge proces waarbij alleen de basisfilm wordt uitgerekt. Het natte proces coateert het oppervlak van de basisfilm om de thermische stabiliteit van het materiaal te verbeteren. Vergeleken met producten die door het droge proces zijn bereid, heeft het membraan van het natte proces duidelijke prestatievoordelen. De dikte is dunner, de treksterkte is idealer, de porositeit is hoger, het heeft een meer uniforme poriegrootte en een hogere transversale krimp. Snelheid. Bovendien is de doorpriksterkte van de natte separator hoger, wat gunstiger is voor het verlengen van de levensduur van de batterij en meer geschikt is voor de ontwikkelingsrichting van lipo batterij 3s met hoge energiedichtheid. Het wordt momenteel voornamelijk gebruikt in ternary batterijen.
Echter, vergeleken met het droge proces is het natte proces relatief complex, duur en gemakkelijk milieuvervuilend.
4.3 lipo batterij 3s membraan nat proces vervangt snel het droge proces
De huidige belangrijkste markttrends voor membraanmaterialen zijn goed vastgesteld. Omdat het beter voldoet aan de eisen van hoge energiedichtheid van krachtbatterijen, kan het de cyclusduur van de batterij verlengen en kan het de hoog-ratio ontlaadcapaciteit van de batterij verhogen. Het natte proces vervangt snel het droge proces. De gegevens tonen aan dat in 2017 het marktaandeel van natte-proces lipo batterij 3s separator voor het eerst dat van droge-proces separator overschreed, en in 2018, slechts één jaar later, steeg het marktaandeel verder tot 65%.
Het bovenstaande is de volledige inhoud van de vier belangrijkste materialen van de lipo batterij 3s, aangeboden door CNHL. Ik geloof dat iedereen na het lezen van de hele tekst begrijpt dat de belangrijkste onderdelen van de kosten van de lipo batterij 3s het positieve elektrode materiaal, negatieve elektrode materiaal, elektrolyt en lipo batterij 3s zijn. batterij 3s membraan. Hopelijk is de bovenstaande inhoud nuttig voor u, als u lipo batterij 3s wilt kopen, kunt u onze online winkel bezoeken: Chinahobbyline om te kopen, we hebben magazijnen over de hele wereld, u kunt met vertrouwen kopen; als u meer informatie over lipo batterij wilt krijgen, klik dan hieronder:
6s 6200mah lipo beheersysteem en 6s 6200mah lipo SOC