Fyra nyckelmaterial för lipo-batteri 3s torra varor!

Hur genererar lipo-batteri 3s elektricitet?

När lipo-batteri 3s arbetar deltar litiumjoner i redoxreaktionen för att omvandla kemisk energi till elektrisk energi, vilket är anledningen till att lipo-batteri 3s kan tillhandahålla elektrisk energi. Utvärderingsindikatorerna för en lipo-batteri 3s-produkt inkluderar energitäthet, cykellivslängd, hastighetsprestanda (urladdningsprestanda under olika strömmar), säkerhetsprestanda och tillämplig temperatur.

Kostnadssammansättning för lipo-batteri 3s

Ur kostnadsstrukturen för lipo-batteri 3s är den positiva elektroden, negativa elektroden, elektrolyten och separatorn de fyra nyckelråmaterialen, och deras andel i kostnaden är mycket högre än för andra material som kabelstammar, kontakter och ledande medel. Detta är liknande lipo-batteri 3s. Den grundläggande arbetsprincipen är densamma.

Fyra nyckelmaterial i lipo-batteri 3s

1. lipo-batteri 3s positivt elektrodmaterial

För närvarande är det positiva elektrodmaterialet kärnmaterialet i lipo-batteri 3s, vilket är en nyckelfaktor som bestämmer batteriets prestanda. Det har en direkt påverkan på slutlig energitäthet, spänning, livslängd och säkerhet för produkten. Det är också den dyraste delen av lipo-batteri 3s. Av denna anledning namnges lipo-batteri 3s ofta efter det positiva elektrodmaterialet, såsom ternärbatteriet, vilket är lipo-batteri 3s som använder det ternära materialet som positiv elektrod.
Energitätheten hos lipo-batteri 3s avser den elektriska energi som kan frigöras av den genomsnittliga enhetsvolymen eller massan av batteriet. Ju högre energitäthet, desto högre räckvidd för batteriet. Denna indikator är en av de viktiga grunderna för om ett lipo-batteri 3s kan få statliga subventioner.
Om energitätheten hos lipo-batteri Följande artikel introducerar metoden för att förbättra energitätheten hos lipo-batteri i detalj. Intresserade partners kan klicka för att se:
1200mah lipo batteri energitäthet förbättring - celldensitetsförbättring

Skillnaden mellan olika katodmaterial är tydlig, och användningsområdena är också olika. Vanliga katodmaterial kan delas in i litiumkoboltoxid (LCO), litiummanganat (LMO), litiumjärnfosfat (LFP) och ternära material (NCM).
1) Litiumjärnoxidmaterial
Litiumkoboltoxid är det tidigaste kommersialiserade katodmaterialet. Dess energitäthet är högre än för uppladdningsbara batterier som nickel-metallhydrid och bly-syra. Det speglar först utvecklingspotentialen för lipo-batteri 3s, men det är mycket dyrt och har låg cykellivslängd. Det är endast lämpligt för 3C-elektroniska produkter. Även om litiummanganat har låg kostnad, är dess energitäthet inte bra. Det användes i de tidiga långsamma elfordonen, såsom batteribilar, till viss del. Idag används det främst i elverktyg och energilagringsområden och ses sällan i kraftbatterier.
2) Ternärt material
Kärnfördelen med ternära material är deras höga energitäthet. Vid samma volym och vikt är batterilivslängden långt före andra tekniska vägar. Men dess brister är också mycket tydliga: dålig säkerhet, låg antändningspunkt vid stötar och hög temperaturmiljö. I nyligen genomförda säkerhetstester som nålstick och överladdning, som är ännu varmare, är det svårt för stora kapacitets-ternära kraftbatterier att klara testet. Det är säkerhetsprestandans brist som alltid har begränsat storskalig montering och integrerad användning av den ternära materialteknikvägen.

Litiumjärnfosfat är precis motsatsen till ternära material, med genomsnittlig energitäthet och batterilivslängd, men utmärkt säkerhet.
Förutom säkerhetsfördelen är en annan stor faktor bakom den snabba ökningen i försäljning av litiumjärnfosfat dess låga kostnad. Under lång tid har den främsta orsaken till de höga råmaterialkostnaderna för ternära batterier (nästan 90%) varit den stora efterfrågan på kobolt. Kobolt är en sällsynt mineral. Det är mycket dyrt och extremt instabilt att bryta. Priset fluktuerar kraftigt. Leveranskedjan är också mycket skör, vilket lätt kan påverka nedströmsindustrier.
Batterilivslängden för en typisk litiumjärnfosfat-elbil är cirka 300~400 km, vilket räcker för att möta behoven i stadstrafik. Det ternära batteriet kan inte visa sina kärnfördelar i detta användningsscenario.
Drivet av den dubbla drivkraften av kostnad och infrastruktur är det inte förvånande att fler och fler biltillverkare väljer litiumjärnfosfat-teknikvägen. Även kraftbatterijätten CATL, som började med ternära batterier, ökar snabbt produktionskapaciteten för järnfosfat lipo-batteri 3s och levererar järnfosfat lipo-batteri 3s för standardbatterilivslängdsversionen av den inhemska Tesla Model 3.

Utvecklingen av ternära batterier har dock inte stannat av. Den långsiktiga trenden för denna tekniska väg är att minska kostnaderna genom förhållandet mellan högt nickel och lågt kobolt, det så kallade högnickel-ternära materialet.
Denna artikel om lipo-batteriets katodmaterial har en mer detaljerad introduktion. Intresserade partners kan klicka för att se:
Detaljerad förklaring av 6s lipo batteri katodmaterial

2. Lipo-batteri 3s negativa elektrodmaterial

Det negativa elektrodmaterialet i lipo-batteri 3s är gjort av aktiva ämnen, bindemedel och tillsatser till en pasta-liknande klibbig massa, som sedan smetas på båda sidor av kopparfolien, torkas och rullas för att lagra och frigöra energi, vilket huvudsakligen påverkar cykeln för lipo-batteri 3s prestandaindikatorer.
Baserat på de använda aktiva materialen kan negativa elektrodmaterial delas in i två kategorier: kolmaterial och icke-kolmaterial:
1) Kolbaserade material
Kolbaserade material inkluderar två vägar: grafitmaterial (naturlig grafit, konstgjord grafit och mesofas kolbollar) och andra kolbaserade material (hårt kol, mjukt kol och grafen);
2) Icke-kolmaterial
Icke-kolbaserade material kan delas in i titanbaserade material, kiselsbaserade material, tennbaserade material, nitrider och metalliskt litium.
Till skillnad från det positiva elektrodmaterialet, även om den negativa elektroden i lipo-batteriet 3s har samma antal vägar, är slutprodukten mycket enkel, och konstgjord grafit är den absoluta mainstreamen. Data visar att Kinas leveranser av konstgjord grafit 2020 kommer att vara cirka 307 000 ton, vilket motsvarar 84 % av de totala leveranserna av anodmaterial, en ytterligare ökning med 5,5 procentenheter från 2019 års nivå.

Jämfört med andra material har konstgjord grafit god cykelprestanda, överlägsen säkerhet, mogen teknik, lättillgängliga råmaterial och låg kostnad. Det är ett idealiskt val.
3) En ny generation anodmaterial
Kärnproblemet med grafitnegativ elektroden är att den teoretiska övre gränsen för energitätheten hos grafitnegativt elektrodmaterial är 372mAh/g, medan ledande företags produkter redan kan uppnå en energitäthet på 365mAh/g, vilket är nära den teoretiska gränsen, och framtida förbättringsmöjligheter är extremt begränsade. Det finns ett akut behov av att hitta nästa generations alternativ.
Bland den nya generationen anodmaterial är kiselsbaserade anoder populära kandidater. De har en mycket hög energitäthet, och den teoretiska kapacitetskvoten kan nå 4200mAh/g, vilket vida överstiger grafitmaterialens. Men som negativ elektrodmaterial har kisel också allvarliga brister, och interkalationen av litiumjoner orsakar kraftig volymexpansion, skadar batteristrukturen och leder till en snabb minskning av batterikapaciteten.

En av de nuvarande lösningarna är att använda kisel-kol kompositmaterial. Kiselpartiklar används som aktivt material för att ge litiumlagringskapacitet. Partiklarna agglomererade under laddnings- och urladdningscykler.
Baserat på detta anses kisel-kol anodmaterial vara den mest lovande tekniska vägen och får gradvis uppmärksamhet från företag i industrikedjan. Teslas Model 3 har använt ett konstgjort grafitanodbatteri dopat med 10 % kiselsbaserat material, och dess energitäthet har framgångsrikt nått 300wh/kg, vilket är betydligt före batterier som använder traditionella tekniska vägar.

Men jämfört med grafitanoder, förutom den omogna bearbetningsteknologin för kisel-kol-anoder, är den högre kostnaden också ett hinder. Det nuvarande marknadspriset för kisel-kol-anodmaterial överstiger 150 000 yuan/ton, vilket är dubbelt så mycket som för högkvalitativa konstgjorda grafitanodmaterial. Efter massproduktion i framtiden kommer batteritillverkare också att möta liknande kostnadskontrollproblem som för katodmaterial.

3. Elektrolyt för lipo-batteri 3s

I lipo-batteri 3s används elektrolyten huvudsakligen som bärare för jonmigration för att säkerställa överföring av joner mellan positiva och negativa elektroder. Dess säkerhet för lipo-batteri 3s (om säkerhetsproblem med lipo-batterier, introducerar denna artikel förebyggande åtgärder för att hantera säkerhetsproblemen med lipo-batterier, och de partners som behöver det kan läsa det själva: cnhl 6s lipo battery safety problems and preventive measures), cykellivslängd, laddnings- och urladdningshastighet, prestanda vid höga och låga temperaturer, energitäthet och andra prestandaindikatorer påverkas i viss mån.

Elektrolyten består vanligtvis av råmaterial som högrenat organiskt lösningsmedel, elektrolytiskt litiumsalt och tillsatser i en viss proportion. Beroende på kvalitet utgör lösningsmedlet 80%~90%, litiumsalten 10%~15% och tillsatsen cirka 5%; beroende på kostnad utgör litiumsalten cirka 40%~50%, lösningsmedlet cirka 40%~50%, cirka 30%, och tillsatserna cirka 10% till 30%.
1) Krav på elektrolyten för lipo-batteri 3s
Jämfört med de andra tre materialen har lipo-batteri 3s de mest komplexa kraven på elektrolyten och behöver ha olika egenskaper:
God jonledningsförmåga och låg jonmigrationsresistans;
Hög kemisk stabilitet, inga skadliga sidoreaktioner med elektrodmaterial, elektrolyter, membran etc.;
Smältpunkten är låg, kokpunkten är hög, och den förblir flytande inom ett brett temperaturområde;
Uppfinningen har fördelarna god säkerhet, enkel tillverkningsprocess, låg kostnad, giftfri och icke-förorenande.
2) Huvudsaklig elektrolyt för lipo-batteri 3s
Litiumhexafluorofosfat
För närvarande är litiumhexafluorofosfat (LiPF6) den dominerande litiumsaltsoluten på grund av dess bättre prestanda och lägre kostnad. Det har god löslighet och hög elektrisk ledningsförmåga i olika icke-vattenbaserade lösningsmedel, relativt stabila kemiska egenskaper, god säkerhet och mindre miljöföroreningar. Dock är bristerna också tydliga: litiumhexafluorofosfat är känsligt för fukt och har dålig termisk stabilitet. Det kan börja brytas ner redan vid så lågt som 60 °C, och batteriets prestanda försämras snabbt. Cykelprestandan i lågtemperaturmiljö är relativt genomsnittlig, och det anpassningsbara temperaturområdet är smalt.

Dessutom har litiumhexafluorofosfat mycket höga krav på sin renhet och stabilitet. Produktionsprocessen involverar hårda arbetsförhållanden såsom låg temperatur, stark korrosion, vatten- och dammfri miljö, och produktionen är också relativt svår.
Litium Bisfluorosulfonimid
Bland den nya generationen litiumsalter anses litium bisfluorosulfonimid (LiFSI) vara ett lovande alternativ till litiumhexafluorofosfat. Jämfört med traditionella litiumsalter har LiFSI högre termisk stabilitet och fördelar inom elektrisk ledningsförmåga, cykellivslängd, lågtemperaturprestanda med mera.
Begränsad av produktionsprocess och kapacitet är kostnaden för LiFSI för hög, långt över den för litiumhexafluorofosfat. För att kontrollera kostnaderna används LiFSI fortfarande mer som ett elektrolytadditiv i faktisk kommersiell användning, snarare än som ett litiumsaltslösningsmedel.
Den detaljerade introduktionen av lipo batteri elektrolyt presenteras i följande artikel, och de partners som behöver det kan fördjupa sig i läsningen:
Cnhl 6s lipo batterielektrolyt, praktisk funktion och klassisk systemkonstruktion

4. lipo batteri 3s membran

Lipo batteri 3s separator är en tunn film mellan den positiva och negativa elektroden, som kan användas för att separera de positiva och negativa elektroderna för att förhindra kortslutning när lipo batteri 3s genomgår en elektrolysreaktion. Separatorn är nedsänkt i elektrolyten, och det finns ett stort antal mikroporer på ytan som tillåter litiumjoner att passera igenom. Materialet, antalet och tjockleken på mikroporerna påverkar hastigheten för litiumjonernas passage genom separatorn, vilket i sin tur påverkar urladdningshastighet, cykellivslängd och andra indikatorer för batteriet.

Polyolefin är det nuvarande allmänna separatormaterialet för lipo batteri 3s, vilket kan ge god mekanisk och kemisk stabilitet för lipo batteri 3s separator. Det delas vidare in i tre kategorier: polyeten (PE), polypropen (PP) och kompositmaterial.
4.1 lipo batteri 3s membranmaterialval
Valet av membranmaterial är relaterat till det positiva elektrodmaterialet. För närvarande används huvudsakligen polyeten i ternära lipo batteri 3s, och polypropen används huvudsakligen i järnfosfat lipo batteri 3s.
Förutom materialet har tillverkningsprocessen också viss påverkan på separatorns prestanda.
4.2 Produktionsteknologi för lipo batteri 3s membran
Den nuvarande produktionsteknologin för lipo batteri 3s separator delas in i två kategorier: torr metod och våt metod.
4.2.1 lipo batteri 3s membran torr process
Torr metod, även känd som smältsträckningsmetod (MSCS), kan delas in i uniaxial sträckning och biaxial sträckning. Denna tekniska väg har en lång utvecklingstid och är mer mogen, och används huvudsakligen för produktion av PP-membran. Dessutom används biaxial sträckningsprocess endast för lågkvalitativa batterier på grund av dålig färdig produkts prestanda, och är inte längre den dominerande tillverkningsprocessen.
Torrprocessen har egenskaperna enkelhet, låg kostnad och miljövänlighet, men produktens prestanda är dålig och den är mer lämplig för lågströms- och lågkapacitetsbatterier. Som nämnts ovan har järnfosfat lipo batteri 3s just defekten låg energitäthet, så separatorn som använder torrprocessen används mest i denna tekniska väg.

4.2.2 lipo batteri 3s membran våtprocess
Våtprocessen, även känd som termiskt inducerad fasskillnad (TIPS), skiljer sig från torrprocessen där endast basfilmen sträcks. Våtprocessen belägger ytan på basfilmen för att förbättra materialets termiska stabilitet. Jämfört med produkter framställda med torrprocess har membranet från våtprocessen tydliga fördelar i prestanda. Dess tjocklek är tunnare, dess draghållfasthet är mer idealisk, dess porositet är högre, den har mer enhetlig porstorlek och högre tvärgående krympningshastighet. Dessutom är punkteringsstyrkan hos den våta separatorn högre, vilket är mer gynnsamt för att förlänga batteriets livslängd och är mer lämpligt för utvecklingsriktningen för lipo batteri 3s med hög energitäthet. Den används för närvarande främst i ternära batterier.
Men jämfört med torrprocessen är våtprocessen relativt komplex, dyr och lätt att förorena miljön.
4.3 lipo batteri 3s membran våtprocess ersätter snabbt torrprocessen
De nuvarande stora marknadstrenderna för membranmaterial är väl etablerade. Eftersom det bättre uppfyller kraven på hög energitäthet för kraftbatterier kan det förlänga batteriets cykellivslängd och öka batteriets högströmsurladdningskapacitet. Den våta processen ersätter snabbt den torra processen. Data visar att marknadsandelen för våtprocessade lipo batteri 3s separatorer 2017 översteg den för torra separatorer för första gången, och 2018, bara ett år senare, steg marknadsandelen ytterligare till 65%.
Ovanstående är hela innehållet om de fyra nyckelmaterialen för lipo batteri 3s från CNHL. Jag tror att efter att ha läst hela texten förstår alla att huvuddelarna av kostnaden för lipo batteri 3s är det positiva elektrodmaterialet, negativa elektrodmaterialet, elektrolyten och lipo batteri 3s. batteri 3s membran. Hoppas att ovanstående innehåll är till hjälp för dig, om du behöver köpa lipo batteri 3s kan du gå in i vår onlinebutik: Chinahobbyline för att köpa, vi har lager över hela världen, du kan handla med förtroende; om du vill få mer information om lipo batteri, klicka nedan:
6s 6200mah lipo hanteringssystem och 6s 6200mah lipo SOC