Четыре ключевых материала для сухих товаров аккумулятора lipo 3s!

Как lipo battery 3s генерирует электричество?

Когда lipo battery 3s работает, ионы лития участвуют в окислительно-восстановительной реакции, преобразуя химическую энергию в электрическую, что и позволяет lipo battery 3s обеспечивать электрическую энергию. Оценочные показатели продукта lipo battery 3s включают энергетическую плотность, срок службы, скоростные характеристики (разрядные характеристики при разных токах), безопасность и рабочую температуру.

Состав затрат lipo battery 3s

С точки зрения структуры затрат lipo battery 3s, положительный электрод, отрицательный электрод, электролит и сепаратор являются четырьмя ключевыми сырьевыми материалами, и их доля в стоимости значительно выше, чем у других материалов, таких как жгуты проводов, разъёмы и проводящие агенты. Это похоже на lipo battery 3s. Основной рабочий принцип тот же.

Четыре ключевых материала lipo battery 3s

1. Материал положительного электрода lipo battery 3s

В настоящее время материал положительного электрода является основным материалом lipo battery 3s и ключевым фактором, определяющим характеристики аккумулятора. Он напрямую влияет на конечную энергетическую плотность, напряжение, срок службы и безопасность продукта. Это также самая дорогая часть lipo battery 3s. По этой причине lipo battery 3s часто называют по материалу положительного электрода, например, тройной аккумулятор — это lipo battery 3s, использующий тройной материал в качестве положительного электрода.
Энергетическая плотность lipo battery 3s относится к электрической энергии, которую может выделить средний единичный объём или масса аккумулятора. Чем выше энергетическая плотность, тем выше пробег аккумулятора. Этот показатель является одним из важных оснований для того, чтобы lipo battery 3s мог получать государственные субсидии.
О энергетической плотности lipo battery Следующая статья подробно рассказывает о методах повышения энергетической плотности lipo battery. Заинтересованные партнёры могут перейти по ссылке для просмотра:
Улучшение плотности энергии аккумулятора 1200mAh LiPo - улучшение плотности ячеек

Различия между разными материалами катода очевидны, и области применения также различаются. Распространённые материалы катода можно разделить на оксид лития-кобальта (LCO), литий-марганец (LMO), литий-железо-фосфат (LFP) и тройные материалы (NCM).
1) Материал литий-железооксид
Оксид лития-кобальта является самым ранним коммерчески используемым материалом катода. Его энергетическая плотность выше, чем у аккумуляторов, таких как никель-металлгидридные и свинцово-кислотные. Он впервые отражает потенциал развития аккумуляторов lipo battery 3s, но очень дорог и имеет низкий срок службы. Подходит только для электронных продуктов 3C. Хотя литий-марганец имеет низкую стоимость, его энергетическая плотность невысока. Он использовался в ранних низкоскоростных электромобилях, таких как батарейные автомобили, в определённой степени. Сегодня он в основном используется в электроинструментах и в области накопления энергии, и редко встречается в силовых аккумуляторах.
2) Трёхкомпонентный материал
Ключевое преимущество трёхкомпонентных материалов — их высокая плотность энергии. При одинаковом объёме и массе срок службы батареи значительно превосходит другие технические решения. Но у них есть и явные недостатки: низкая безопасность, низкая температура воспламенения при воздействии ударов и высоких температур. В недавних тестах безопасности, таких как прокалывание и перезарядка, которые вызывают сильный нагрев, крупноёмкие трёхкомпонентные силовые батареи с трудом проходят испытания. Именно недостатки в безопасности всегда ограничивали масштабную сборку и интегрированное применение технологии трёхкомпонентных материалов.

Литий-железо-фосфат — полная противоположность трёхкомпонентным материалам: средняя плотность энергии и срок службы батареи, но отличная безопасность.
Помимо преимущества безопасности, ещё одним важным фактором быстрого роста продаж литий-железо-фосфатных батарей является их дешевизна. Долгое время главной причиной высокой стоимости сырья для трёхкомпонентных батарей (около 90%) был большой спрос на кобальт. Кобальт — редкий минерал, очень дорогой и крайне нестабильный в добыче. Его цена сильно колеблется. Цепочка поставок также очень хрупка, что легко может повлиять на отрасли, работающие с этим материалом.
Запас хода типичного электромобиля с литий-железо-фосфатной батареей составляет около 300~400 км, что достаточно для нужд городского транспорта. Трёхкомпонентная батарея не может продемонстрировать свои ключевые преимущества в этом сценарии применения.
Под влиянием двойного фактора — стоимости и инфраструктуры — неудивительно, что всё больше автопроизводителей выбирают технологический путь литий-железо-фосфата. Даже гигант по производству силовых батарей CATL, начавший с трёхкомпонентных батарей, быстро наращивает производственные мощности литий-железо-фосфатных батарей 3s и поставляет их для стандартной версии Tesla Model 3 на внутреннем рынке.

Тем не менее, развитие трёхкомпонентных батарей не остановилось. Долгосрочная тенденция этого технического направления — снижение затрат за счёт соотношения высокого содержания никеля и низкого кобальта, так называемого высоконикелевого трёхкомпонентного материала.
В этой статье о катодном материале литий-полимерной батареи представлено более подробное введение. Заинтересованные партнёры могут перейти по ссылке для просмотра:
Подробное объяснение материала катода аккумулятора 6s lipo

2. Отрицательный электродный материал литий-полимерной батареи 3s

Отрицательный электродный материал литий-полимерной батареи 3s состоит из активных веществ, связующих и добавок, превращённых в пастообразный клей, который затем наносится с обеих сторон на медную фольгу, сушится и прокатывается для хранения и отдачи энергии, что в основном влияет на цикл и показатели производительности литий-полимерной батареи 3s.
В зависимости от используемых активных материалов материалы отрицательного электрода можно разделить на две категории: углеродистые и неуглеродистые материалы:
1) Углеродистые материалы
Углеродистые материалы включают два направления: графитовые материалы (природный графит, искусственный графит и мезофазные углеродные сферы) и другие углеродистые материалы (твёрдый углерод, мягкий углерод и графен);
2) Неуглеродистые материалы
Неуглеродистые материалы можно подразделить на материалы на основе титана, кремния, олова, нитриды и металлический литий.
В отличие от материала положительного электрода, хотя у отрицательного электрода литий-полимерной батареи 3s такое же количество маршрутов, конечный продукт очень прост, и искусственный графит является абсолютным мейнстримом. Данные показывают, что поставки искусственного графита в Китае в 2020 году составят около 307 000 тонн, что составляет 84% от общего объёма поставок анодных материалов, что на 5,5 процентных пункта больше уровня 2019 года.

По сравнению с другими материалами искусственный графит обладает хорошей циклической стабильностью, повышенной безопасностью, зрелой технологией, лёгким доступом к сырью и низкой стоимостью. Это идеальный выбор.
3) Новое поколение анодных материалов
Основная проблема графитового отрицательного электрода заключается в том, что теоретический верхний предел энергетической плотности материала графитового отрицательного электрода составляет 372 мА·ч/г, в то время как продукция ведущих компаний отрасли уже достигает энергетической плотности 365 мА·ч/г, что близко к теоретическому пределу, и пространство для дальнейшего улучшения крайне ограничено. Срочно необходимо найти альтернативы следующего поколения.
Среди нового поколения анодных материалов кремнийсодержащие аноды являются популярными кандидатами. Они обладают очень высокой энергетической плотностью, а теоретическое соотношение ёмкости может достигать 4200 мА·ч/г, что значительно превышает показатели графитовых материалов. Однако, как материал отрицательного электрода, кремний имеет серьёзные недостатки: интеркаляция ионов лития вызывает сильное расширение объёма, повреждает структуру батареи и приводит к быстрому снижению ёмкости.

Одним из текущих решений является использование кремний-углеродных композитных материалов. Кремниевые частицы используются в качестве активного материала для обеспечения ёмкости хранения лития. Частицы агломерируются в процессе циклов заряд-разряд.
Основываясь на этом, материалы анода из кремний-углерода считаются наиболее перспективным техническим направлением и постепенно привлекают внимание предприятий в цепочке отрасли. Model 3 от Tesla использует батарею с искусственным графитовым анодом, легированным 10% кремнийсодержащего материала, и её энергетическая плотность успешно достигла 300 Вт·ч/кг, что значительно опережает батареи, использующие традиционные технические маршруты.

Однако по сравнению с графитовыми анодами, помимо незрелой технологии обработки кремний-углеродных анодов, более высокая стоимость также является препятствием. Текущая рыночная цена материалов кремний-углеродных анодов превышает 150 000 юаней за тонну, что вдвое выше, чем у высококачественных искусственных графитовых анодов. После массового производства в будущем производители аккумуляторов также столкнутся с аналогичными проблемами контроля затрат, как и с катодными материалами.

3. Электролит литий-полимерного аккумулятора 3s

В литий-полимерном аккумуляторе 3s электролит в основном используется как носитель для миграции ионов, чтобы обеспечить передачу ионов между положительным и отрицательным электродами. Его безопасность литий-полимерного аккумулятора 3s (о проблемах безопасности литий-полимерных аккумуляторов в этой статье представлены меры профилактики для решения проблем безопасности литий-полимерных аккумуляторов, и заинтересованные партнеры могут ознакомиться самостоятельно: cnhl 6s lipo battery safety problems and preventive measures), срок службы, скорость зарядки и разрядки, характеристики при высоких и низких температурах, плотность энергии и другие показатели имеют определенное влияние.

Электролит обычно состоит из сырья, такого как высокочистый органический растворитель, литиевая соль электролита и добавки в определенной пропорции. По качеству качество растворителя составляет 80%~90%, литиевая соль — 10%~15%, а добавки — около 5%; по стоимости литиевая соль составляет около 40%~50%, растворитель — около 40%~50%, а добавки — около 10%~30%.
1) Требования к электролиту литий-полимерного аккумулятора 3s
По сравнению с другими тремя материалами, литий-полимерный аккумулятор 3s предъявляет самые сложные требования к электролиту и должен обладать различными характеристиками:
Хорошая ионная проводимость и низкое сопротивление миграции ионов;
Высокая химическая стабильность, отсутствие вредных побочных реакций с электродными материалами, электролитами, диафрагмами и т.д.;
Низкая температура плавления, высокая температура кипения, сохраняется в жидком состоянии в широком температурном диапазоне;
Изобретение обладает преимуществами хорошей безопасности, простого процесса приготовления, низкой стоимости, нетоксичности и отсутствия загрязнения.
2) Основной электролит для литий-полимерного аккумулятора 3s
Гексафторофосфат лития
В настоящее время гексафторофосфат лития (LiPF6) является основным солевым растворителем лития благодаря лучшим характеристикам и низкой стоимости. Он обладает хорошей растворимостью и высокой электропроводностью в различных неводных растворителях, относительно стабильными химическими свойствами, хорошей безопасностью и меньшим загрязнением окружающей среды. Однако недостатки также очевидны: гексафторофосфат лития чувствителен к влаге и имеет низкую термическую стабильность. Он может начать разлагаться при температуре всего 60 °C, и производительность аккумулятора быстро ухудшается. Циклический эффект в условиях низкой температуры относительно обычный, а диапазон рабочих температур узкий.

Кроме того, гексафторфосфат лития предъявляет очень высокие требования к своей чистоте и стабильности. Производственный процесс включает суровые условия работы, такие как низкая температура, сильная коррозия, отсутствие воды и пыли, и производство также относительно сложное.
Литий бисфторсульфонимид
Среди нового поколения литиевых солей литий бисфторсульфонимид (LiFSI) считается перспективной альтернативой гексафторфосфату лития. По сравнению с традиционными литиевыми солями LiFSI обладает более высокой термостойкостью и преимуществами в электропроводности, сроке службы, работе при низких температурах и других характеристиках.
Однако, ограниченный производственным процессом и мощностями, стоимость LiFSI слишком высока, значительно превышая стоимость гексафторфосфата лития. Для контроля затрат LiFSI в реальном коммерческом использовании чаще применяется как добавка к электролиту, а не как растворенное литиевое соль.
Подробное введение в электролит литий-полимерной батареи представлено в следующей статье, и заинтересованные партнеры могут расширить чтение:
Электролит аккумулятора Cnhl 6s lipo, практическая функция и классическая система построения

4. Диафрагма литий-полимерной батареи 3s

Сепаратор литий-полимерной батареи 3s — это тонкая пленка между положительным и отрицательным электродами, которая используется для разделения электродов и предотвращения коротких замыканий при электролизе. Сепаратор погружен в электролит, и на его поверхности имеется множество микропор, через которые проходят ионы лития. Материал, количество и толщина микропор влияют на скорость прохождения ионов лития через сепаратор, что, в свою очередь, влияет на скорость разряда, срок службы и другие показатели батареи.

Полиолефин является общим материалом сепаратора для литий-полимерных батарей 3s, который обеспечивает хорошую механическую и химическую стабильность сепаратора. Он дополнительно подразделяется на три категории: полиэтилен (PE), полипропилен (PP) и композитные материалы.
4.1 Выбор материала диафрагмы для литий-полимерной батареи 3s
Выбор материала диафрагмы связан с материалом положительного электрода. В настоящее время полиэтилен в основном используется в тройных литий-полимерных батареях 3s, а полипропилен — в литий-полимерных батареях 3s на основе железофосфата.
Помимо материала, процесс подготовки также оказывает определенное влияние на характеристики сепаратора.
4.2 Технология производства диафрагмы для литий-полимерной батареи 3s
Текущая технология производства сепаратора для литий-полимерной батареи 3s делится на две категории: сухой метод и влажный метод.
4.2.1 сухой процесс производства диафрагмы для литий-полимерной батареи 3s
Сухой метод, также известный как метод растягивания расплава (MSCS), может быть дополнительно подразделен на одноосное и двухосное растяжение. Этот технический путь имеет длительное время развития и более зрелый, и в основном используется для производства мембран из ПП. Кроме того, процесс двухосного растяжения применяется только для низкокачественных батарей из-за плохих характеристик готового продукта и больше не является основным процессом подготовки.
Сухой процесс характеризуется простотой, низкой стоимостью и экологичностью, но производительность продукта низкая, и он больше подходит для аккумуляторов с низкой мощностью и низкой емкостью. Как упоминалось выше, у литий-железо-фосфатного аккумулятора 3s есть недостаток низкой энергетической плотности, поэтому сепаратор, изготовленный сухим процессом, в основном используется в этой технической схеме.

4.2.2 Влажный процесс изготовления диафрагмы литий-полимерного аккумулятора 3s
Влажный процесс, также известный как термически индуцированное фазовое разделение (TIPS), отличается от сухого процесса, при котором только базовая пленка растягивается. Влажный процесс покрывает поверхность базовой пленки для улучшения термостойкости материала. По сравнению с продуктами, изготовленными сухим процессом, диафрагма, изготовленная влажным процессом, имеет явные преимущества в производительности. Она тоньше, ее прочность на разрыв более идеальна, пористость выше, размер пор более равномерный и поперечная усадка выше. Кроме того, прочность на прокол влажного сепаратора выше, что способствует продлению срока службы аккумулятора и лучше подходит для направления развития литий-полимерных аккумуляторов 3s с высокой энергетической плотностью. В настоящее время он в основном используется в тройных батареях.
Однако по сравнению с сухим процессом влажный процесс относительно сложен, дорог и легко загрязняет окружающую среду.
4.3 Влажный процесс изготовления диафрагмы литий-полимерного аккумулятора 3s быстро заменяет сухой процесс
Текущие основные рыночные тенденции для материалов диафрагм хорошо установлены. Поскольку они больше соответствуют требованиям высокой энергетической плотности силовых аккумуляторов, они могут продлить срок службы аккумулятора и увеличить способность аккумулятора к высокоскоростному разряду. Влажный процесс быстро заменяет сухой процесс. Данные показывают, что в 2017 году доля рынка сепараторов литий-полимерных аккумуляторов 3s, изготовленных влажным процессом, впервые превысила долю сухого процесса, а в 2018 году, всего через год, доля рынка выросла до 65%.
Выше приведено полное содержание четырех ключевых материалов литий-полимерного аккумулятора 3s от CNHL. Я уверен, что после прочтения всего текста все понимают, что основными частями стоимости литий-полимерного аккумулятора 3s являются материал положительного электрода, материал отрицательного электрода, электролит и диафрагма литий-полимерного аккумулятора 3s. Надеюсь, приведенная выше информация будет вам полезна, если вам нужно купить литий-полимерный аккумулятор 3s, вы можете зайти в наш онлайн-магазин: Chinahobbyline для покупки, у нас есть склады по всему миру, вы можете покупать с уверенностью; если вы хотите получить больше информации о литий-полимерных аккумуляторах, пожалуйста, нажмите ниже:
6s 6200mah lipo система управления и 6s 6200mah lipo SOC