Perché Tesla è stata modificata nel 2170? Quali sono i vantaggi della batteria al litio ternaria

La batteria 18650 era una leggenda di Tesla. Ora, con la produzione in serie del Modello 3, la missione storica della batteria 18650 sta giungendo al termine. Tutti i modelli Tesla possono sostituire la batteria al litio 21700. Qual è la ragione di ciò?

1. Composizione e classificazione?

Batteria al litio significa che il sistema elettrochimico contiene una batteria al litio, che può essere approssimativamente suddivisa in batteria al litio e batteria al litio. A causa della sua natura commerciale di non contenere litio metallico ed essere ricaricabile, la batteria al litio può essere divisa in cilindrica e quadrata ed è composta principalmente da quattro parti: materiale dell'elettrodo positivo, materiale dell'elettrodo negativo, elettrolita e materiale del diaframma (questo articolo è un originale, specificare se è riprodotto).

Diversi materiali anodici e materiali anodici utilizzati nelle batterie al litio possono essere suddivisi in diversi tipi di batterie. Ad esempio, i materiali anodici comunemente usati includono cobalato di litio, manganato di litio, nichel, fosfato di litio ferro e materiali ternari. I materiali anodici comunemente usati includono materiali di carbonio di grafite, materiali a base di stagno, materiali di silicio e materiali a base di titanio. Tra questi, il cobalato di litio rappresenta la maggior parte dei materiali anodici per le batterie al litio.

2. Qual è la direzione tecnica della batteria al litio?

È anche chiamato tri-cobalto manganese, il che significa che tre materiali di nichel, cobalto e manganese sono materiali positivi, la grafite è il materiale positivo della batteria e il suo sale di nichel, sale di cobalto e sale di manganese sono materie prime. La proporzione di nichel, cobalto e manganese può essere adattata alla situazione reale. Aziende produttrici di batterie con principali direzioni tecniche, come Giappone e Corea, le batterie al litio ferro fosfato si basano sul fosfato ferroso di litio come materiale negativo e sulla grafite come materiale negativo, che è la principale direzione tecnica di BYD; Le batterie al litio titanato possono essere divise in due tipi. Uno è il titanato di litio come materiale catodico, mentre il manganato di litio e il fosfato di litio ferro sono materiali ternari e il materiale catodico delle batterie al litio. Questa è attualmente la direzione principale di Zhuhai Silver. L'altro è il titanato di litio come catodo e la batteria al litio con catodo in lega di litio o litio metallico (questo è un prodotto originale, avviatore per auto per gatti, specificare il trasferimento).

3. Quali sono i vantaggi della batteria al litio ternaria?

Il più grande vantaggio della batteria al litio ternaria risiede nella sua elevata densità di accumulo di energia, solitamente superiore a 200 Wh/kg, e correlata ai 90-120 Wh/kg di litio ferro fosfato, che è più adatta alla domanda di chilometraggio del mercato delle autovetture. . La temperatura di decomposizione dei materiali delle batterie al litio ternarie è di circa 200 ℃, che rilascerà molecole di ossigeno. In caso di alta temperatura e combustione rapida, batterie elettrolitiche e rischi di combustione spontanea ed esplosione, i requisiti di gestione delle batterie sono molto elevati. (OVP) dovrebbe essere composto da protezione da sovraccarico, protezione da scarica (UVP), protezione da sovratemperatura (OTP) e protezione da sovracorrente (OCP). Pertanto, le batterie ternarie al litio vengono utilizzate dai veicoli elettrici puri nel mercato cinese fino al 76%. Tuttavia, il numero di autobus elettrici è solo del 27,6%, mentre il litio ferro fosfato è del 64,9%.

4. Perché Tesla è passata al 2170?

Le batterie numero 18650 e 2170 utilizzate da Tesla sono batterie al litio copolimero ternario. 18650 è una batteria cilindrica con un diametro di 18 mm e una lunghezza di 65 mm, mentre 2170 è una batteria cilindrica con un diametro di 21 mm e una lunghezza di 70 mm. Poiché è impossibile migliorare la densità energetica e ridurre il costo della batteria attraverso il controllo del processo e delle materie prime, la batteria 2170 con volume maggiore diventa una scelta inevitabile. Si prevede che il modello e il ModelX vengano sostituiti dopo il primo utilizzo del Model3.

Musk afferma che la batteria del 2170 è la batteria con la più alta densità di energia e la più economica al mondo, con una densità di energia fino a 300 WH/kg, che è paragonata ai 233 WH/kg del 18650. La densità di energia è aumentata di quasi 20 %, ma il costo del sistema di batterie è di 155 dollari/WH, che è correlato a 171/18650 WH, il che rappresenta una riduzione limitata. Anche se c’è ancora molta strada da fare prima che Musk raggiunga l’obiettivo di 100 dollari per wattora, si tratta comunque di un passo avanti. Il prossimo passo dovrebbe essere quello di innovare nuovi materiali per le batterie per ridurre i costi. La batteria al litio ternaria è un tipo di batteria al litio composta da terpolimero litio nichel cobalto manganese (Li (NiCoMn) O2). Il prodotto precursore del materiale catodico composito ternario utilizza sale di nichel, sale di cobalto e sale di manganese come materie prime e la proporzione di nichel, cobalto e manganese può essere regolata in base alla situazione reale.

La sicurezza è la massima priorità

Le caratteristiche della batteria al litio ternaria sono alta densità di energia e alta tensione, quindi la batteria con lo stesso peso ha una capacità maggiore e l'auto può andare più lontano e più velocemente. Tuttavia, la sua debolezza risiede nella sua scarsa stabilità. Se c'è un cortocircuito interno o la sostanza positiva incontra l'acqua, si formeranno fiamme libere. Pertanto, per la protezione viene generalmente utilizzato uno strato di guscio in acciaio. Il pacco batterie di Tesla è composto da circa 7000 batterie 18650. Sebbene Tesla offra una protezione completa per la batteria, in caso di collisioni estreme sussiste comunque il pericolo di incendio.

Questo perché questi due materiali si decompongono quando raggiungono una certa temperatura. Il litio ternario è inferiore di circa 200 ℃ e il fosfato di litio e ferro è inferiore di circa 800 ℃. La reazione chimica del materiale al litio ternario è più intensa, il che rilascerà molecole di ossigeno e l'elettrolita brucerà rapidamente ad alta temperatura, provocando una reazione a catena. In breve, il litio ternario è più facile da accendere rispetto al litio ferro fosfato. Vale la pena notare che stiamo parlando di materiali, non di batterie già pronte.

La batteria al litio ferro fosfato è molto più stabile. Anche se il pannello è rotto, il cortocircuito non esploderà né brucerà e la batteria non prenderà fuoco alla temperatura elevata di 350 ℃ (tre batterie al litio non possono essere trasportate a 180-250 ℃). Pertanto, in termini di prestazioni di sicurezza, la batteria al litio ferro fosfato è migliore.

Poiché i materiali al litio ternario presentano potenziali rischi per la sicurezza, i produttori stanno anche cercando di prevenire gli incidenti. In base alle caratteristiche di pirolisi dei materiali al litio ternario, i produttori attribuiranno grande importanza alla protezione da sovraccarico (OVP), protezione da scarica eccessiva (UVP), protezione da sovratemperatura (OTP) e protezione da sovracorrente (OCP). Tesla è fiduciosa nella sicurezza perché dispone di un sistema di gestione della batteria in grado di gestire meglio le sue batterie al litio più attive. Naturalmente, poiché sempre più aziende produttrici di batterie, aziende automobilistiche e società di gestione professionale delle batterie continuano a svilupparsi in questo campo, sempre più aziende possono anche ottenere un'eccellente gestione delle batterie, che migliorerà notevolmente la sicurezza.