Szczegółowe wyjaśnienie materiału katody baterii 6s lipo

Z perspektywy struktury kosztów 6s baterii lipo, elektroda dodatnia, elektroda ujemna, elektrolit i separator to cztery kluczowe surowce, a ich udział w kosztach jest znacznie wyższy niż innych materiałów, takich jak wiązki przewodów, złącza i środki przewodzące. Jest to podobne do 6s baterii lipo. Podstawowa zasada działania jest taka sama. Następnie profesjonalny producent 6s baterii lipo CNHL szczegółowo przedstawi materiały katodowe z wymienionych czterech materiałów.
Jeśli chodzi o zawartość elektrolitu w 6s baterii lipo, poniższy artykuł zawiera szczegółowe wprowadzenie, a zainteresowani partnerzy mogą go samodzielnie sprawdzić:
Elektrolit 6s baterii lipo Cnhl, praktyczna funkcja i klasyczna konstrukcja systemu

Materiał katodowy 6s baterii lipo

Obecnie materiał katodowy jest materiałem rdzeniowym 6s baterii lipo i jest kluczowym czynnikiem decydującym o wydajności 6s baterii lipo. Ma bezpośredni wpływ na końcową gęstość energii, napięcie, żywotność i bezpieczeństwo produktu. Jest również najdroższą częścią 6s baterii lipo. . Z tego powodu 6s bateria lipo jest często nazywana według materiału elektrody dodatniej, na przykład bateria ternarna, która jest 6s baterią lipo używającą materiału ternarnego jako elektrody dodatniej.
Różnica między różnymi materiałami katodowymi jest oczywista, a pola zastosowań również się różnią. Powszechne materiały katodowe można podzielić na tlenek kobaltu litowego (LCO), manganian litowy (LMO), fosforan żelaza litowego (LFP) oraz materiały ternarne (NCM).

1) Materiał katodowy 6s baterii lipo z tlenku kobaltu litowego

Jest to pierwszy skomercjalizowany materiał katodowy 6s baterii lipo. Jego gęstość energii jest wyższa niż w przypadku akumulatorów takich jak niklowo-metalowo-wodorkowe i kwasowo-ołowiowe. Po raz pierwszy odzwierciedla potencjał rozwojowy 6s baterii lipo, ale jest bardzo drogi i ma niską żywotność cyklu. Nadaje się tylko do produktów elektronicznych 3C. . Chociaż manganian litowy ma niski koszt, jego gęstość energii nie jest dobra. Był używany we wczesnych pojazdach elektrycznych o niskiej prędkości, takich jak rowery elektryczne, do pewnego stopnia. Obecnie jest głównie stosowany w narzędziach elektrycznych i dziedzinach magazynowania energii, a rzadko spotykany w bateriach mocy.
Obecnie głównie stosowany w dziedzinie pojazdów elektrycznych, istnieją dwie ścieżki techniczne materiałów ternarnych i fosforanu żelaza litowego. W 2020 roku udział materiałów katodowych dla 6s baterii lipo zajmował pierwsze (46%) i drugie (25%) miejsce.

2) Materiał elektrody dodatniej 6s baterii lipo ternarny

Główną zaletą jest wysoka gęstość energii. Przy tej samej objętości i masie żywotność baterii jest znacznie lepsza niż w innych ścieżkach technicznych. Jednak jego wady są również bardzo oczywiste: słabe bezpieczeństwo, niska temperatura zapłonu pod wpływem wstrząsów i wysokiej temperatury. W ostatnich testach bezpieczeństwa, takich jak nakłuwanie i przeładowanie, które powodują wyższą temperaturę, duże baterie ternarne mają trudności z przejściem testu. To wada w zakresie bezpieczeństwa, która zawsze ograniczała masowy montaż i zintegrowane zastosowanie technologii materiałów ternarnych.

3) Materiał katodowy 6s baterii lipo z fosforanu żelaza litowego

Fosforan żelaza jest dokładnym przeciwieństwem materiałów ternarnych, gęstość energii (około gęstości energii 6s baterii lipo, poniższy artykuł zawiera szczegółowe wprowadzenie:
Poprawa gęstości energii baterii lipo 1200mah - poprawa gęstości ogniw) i żywotność baterii są przeciętne, ale bezpieczeństwo jest bardzo dobre. Jego struktura krystaliczna to unikalny typ oliwinowy, a przestrzenna struktura szkieletowa nie ulega łatwo odkształceniom, dzięki czemu może pozostać stabilna w środowisku o wysokiej temperaturze.

Porównanie materiałów katodowych 6s baterii lipo

1) Bezpieczeństwo

Materiał ternarny zaczyna się rozkładać i uwalniać tlen w temperaturze około 150 ℃ ~ 250 ℃, powodując zapalenie elektrolitu. W porównaniu z tym temperatura rozkładu fosforanu żelaza litowego wynosi około 600 ℃, a przewaga bezpieczeństwa jest bardzo wyraźna. Na podstawie powyższych zalet fosforan żelaza litowego może przejść wiele testów bezpieczeństwa, których baterie ternarne nie mogą przejść.

2) Żywotność

Z drugiej strony żywotność baterii fosforanowej 6s lipo ma również ogromną przewagę, a liczba cykli znacznie przewyższa inne ścieżki techniczne, co odpowiada dwóm kluczowym wymaganiom konsumentów pojazdów elektrycznych: bezpieczeństwu i trwałości.
Obecnie zainstalowana pojemność baterii ternarnych spadła, a udział rynkowy baterii fosforanowej 6s lipo szybko rośnie. Statystyki pokazują, że w 2020 roku skumulowana sprzedaż krajowych baterii mocy osiągnęła 65,9 GWh, z czego 38,9 GWh baterii ternarnych 6s lipo zainstalowano w pojazdach, co stanowi 61,1%, ze skumulowanym spadkiem o 4,1%; baterie fosforanowe 6s lipo zainstalowano 24,4 GWh, co stanowi 61,1% w porównaniu do 38,3% i skumulowanego wzrostu o 20,6%, stając się jedynym typem baterii mocy z rocznym wzrostem sprzedaży.

3) Cena

Oprócz przewagi bezpieczeństwa, innym głównym czynnikiem szybkiego wzrostu sprzedaży fosforanu żelaza litowego jest niska cena. Przez długi czas głównym powodem wysokich kosztów surowców baterii ternarnych (stanowiących prawie 90%) był duży popyt na kobalt. Kobalt jest rzadkim minerałem. Jest bardzo drogi i niezwykle niestabilny w wydobyciu. Cena waha się gwałtownie. Łańcuch dostaw jest również bardzo kruchy, co łatwo wpływa na przemysły końcowe.
W początkowych latach, ze względu na istnienie dotacji rządowych, wysoki koszt baterii ternarnych nie był tak widoczny, ale wraz z ciągłym spadkiem dotacji w ostatnich latach, presja kosztowa staje się coraz większa, zmuszając producentów baterii do poszukiwania tańszych materiałów alternatywnych.
Przewaga kosztowa fosforanu żelaza litowego polega na tym, że nie zawiera kobaltu, a nawet gdy cena za tonę jest na wysokim poziomie, jest znacznie niższa niż materiałów ternarnych.
Jednocześnie, wraz z szybkim wzrostem liczby stacji ładowania, może to również zrekompensować żywotność baterii fosforanowej 6s lipo. Żywotność typowego pojazdu elektrycznego z fosforanem żelaza litowego wynosi około 300~400 km, co wystarcza do zaspokojenia potrzeb ruchu miejskiego. Bateria ternarna nie może wykazać swoich kluczowych zalet w tym scenariuszu zastosowania.
Napędzany podwójnym napędem kosztów i infrastruktury, nie jest zaskoczeniem, że coraz więcej firm samochodowych wybiera technologiczną ścieżkę fosforanu żelaza litowego. Nawet gigant baterii mocy CATL, który zaczął od baterii ternarnych, szybko zwiększa moce produkcyjne baterii fosforanowej 6s lipo i dostarcza baterie fosforanowe 6s lipo do standardowej wersji żywotności baterii krajowego Tesla Model 3.

Trend rozwojowy baterii ternarnej 6s lipo

Jednak rozwój baterii ternarnych nie zatrzymał się. Długoterminowym trendem tej ścieżki technicznej jest obniżenie kosztów poprzez stosunek wysokiego niklu i niskiego kobaltu, tzw. ternarny materiał o wysokim niklu.
Z punktu widzenia proporcji trzech pierwiastków niklu, kobaltu i manganu, materiały ternarne można podzielić na cztery główne typy: 111, 523, 622 i 811. Z punktu widzenia udziału w rynku, obecnie materiały ternarne serii 5 (czyli 523) są nadal dominujące. W 2020 roku udział rynku materiałów ternarnych przekroczył 50%; bateria serii 8 (czyli 811) wybuchła z powodu trendu wysokoniklowego, a udział rynkowy wzrósł z 6% w 2018 do 24% w 2020. Potencjał jest ogromny.
Z jednej strony ternarny materiał o wysokim niklu 6s lipo zmniejsza użycie drogiego metalu kobaltu, a koszt jest bardziej kontrolowalny. Z drugiej strony pojemność baterii znacznie wzrosła, co lepiej odpowiada potrzebom konsumentów. W ostatnich latach zasięg jazdy krajowych pojazdów elektrycznych szybko wzrósł, a baterie o wysokim niklu przyczyniły się do tego.
Jednak odpowiednio wzrost zawartości niklu oznacza szybki wzrost trudności przetwarzania, a bezpieczeństwo, które ma ukryte zagrożenia, jest jeszcze bardziej obniżone. W 2020 roku, gdy baterie 811 są montowane na dużą skalę, często dochodzi do przypadków samozapłonu, co powoduje, że ta ścieżka techniczna jest kwestionowana.
Tylko GAC Aion S, pierwszy model używający baterii 811 na dużą skalę, jest również najstarszym modelem pojazdów nowych energii 811. Od maja do sierpnia 2020 roku miały miejsce trzy kolejne przypadki samozapłonu, a były to tylko baterie 811. To tylko wierzchołek góry lodowej pożaru. Wada bezpieczeństwa ternarnych materiałów o wysokim niklu to problem, który producenci baterii muszą rozwiązać. W przeciwnym razie trudno będzie przekonać konsumentów samochodów osobowych do ich zakupu, a tym bardziej nie można ich używać w pojazdach komercyjnych o wyższych wymaganiach bezpieczeństwa.

Nowy materiał katodowy baterii ternarnej 6s lipo

Oprócz niklowo-kobaltowo-manganowego (NCM) materiału ternarnego istnieje również materiał ternarny wykorzystujący stop niklu-kobaltu-aluminium (NCA) jako elektrodę dodatnią. W porównaniu z NCM, gęstość energii NCA jest jeszcze wyższa, ale wydajność bezpieczeństwa nadal nie jest znacznie poprawiona. Obecnie Tesla jest głównym użytkownikiem baterii niklowo-kobaltowo-aluminiowych, a w kwietniu 2020 roku złożyła również wniosek patentowy na nową technologię produkcji, która może poprawić żywotność baterii.
Jednak chociaż jest faworyzowana przez liderów, ścieżka techniczna NCA jest bardzo rzadka w Chinach. W 2020 roku wysyłki na krajowym rynku materiałów ternarnych stanowiły tylko 4%, a Panasonic jest obecnie jedynym dużym producentem na świecie.
Cóż, powyższe to cała zawartość materiału katodowego 6s baterii lipo przedstawiona dziś przez CNHL. Wierzę, że po przeczytaniu całego tekstu wszyscy mają zrozumienie rodzajów materiałów katodowych 6s baterii lipo. Materiał katodowy 6s baterii lipo to głównie tlenek kobaltu litowego (LCO), manganian litowy (LMO), fosforan żelaza litowego (LFP) i materiały ternarne (NCM). Aby uzyskać więcej informacji o 6s baterii lipo, kliknij poniżej: Historia rozwoju baterii 1300mah 6s