Verstehen Sie anhand der Klassifizierung von Lithium-Batterien die Mainstream-Technologie von Power-Batterien in drei Minuten

. „Obwohl Lithium-Eisen-Phosphat gut ist, ist es nicht so gut wie ternäre Batterien.“
Die Antriebsbatterien von Fahrzeugen mit neuer Energie können in Sekundärbatterien (einschließlich Blei-Säure-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien und Lithium-Batterien) und Brennstoffzellen unterteilt werden.

In dieser Ausgabe verfeinern wir sie weiter, beginnend mit der Klassifizierung von Lithiumbatterien und der Analyse der gängigen technischen Wege von Power-Batterien auf dem Markt.

Arbeitsprinzip
Um zunächst ein Konzept zu korrigieren, werden Lithiumbatterien normalerweise in zwei Kategorien gemäß den in positiven und negativen Elektroden verwendeten Materialien unterteilt:

Lithiummetallbatterien verwenden Mangandioxid als Material für die positive Elektrode und Lithiummetall oder sein Legierungsmetall als Material für die negative Elektrode; Lithium-Ionen-Batterien verwenden Lithiumlegierungsmetalloxide als positives Elektrodenmaterial und Graphit als negatives Elektrodenmaterial.

Lithium-Metall-Akkus sind nicht stabil genug und können nicht aufgeladen werden, sind also keine Sekundärbatterien. Bei Fahrzeugen mit neuer Energie bezieht sich das, was wir normalerweise als Lithiumbatterien bezeichnen, auf Lithium-Ionen-Batterien.

Schauen wir uns an, wie ein Lithium-Ionen-Akku funktioniert:
Lithium-Ionen-Batterien bestehen hauptsächlich aus vier Teilen: positive Elektrode (lithiumhaltige Verbindung), negative Elektrode (Kohlenstoffmaterial), Elektrolyt und Diaphragma:

Wenn die Batterie geladen wird, werden die Lithiumatome an der positiven Elektrode zu Lithium ionisiert Ionen und Elektronen (Deinterkalation), und die Lithiumionen bewegen sich durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode, um Elektronen zu erhalten, die zu Lithiumatomen reduziert und in die Mikroporen der Kohlenstoffschicht eingebettet werden (Einfügung);

Beim Entladen der Batterie geben die in der Kohlenstoffschicht der negativen Elektrode eingebetteten Lithiumatome Elektronen ab (Deinterkalation) und werden zu Lithiumionen, die durch den Elektrolyten zurück zur positiven Elektrode wandern (Interkalation);

Der Lade- und Entladevorgang von Lithiumbatterien, d. h. der Prozess der kontinuierlichen Ein- und Auslagerung von Lithiumionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode, wird von der Ein- und Auslagerung äquivalenter Elektronen begleitet. Je höher die Anzahl der Lithium-Ionen, desto höher die Lade- und Entladekapazität.

Klassifizierung
Aufgrund unterschiedlicher Kathodenmaterialien werden Lithium-Ionen-Batterien hauptsächlich unterteilt in: Lithium-Eisen-Phosphat (LFP), Lithium-Nickelat (LNO), Lithium-Manganat (LMO), Lithium-Cobaltat (LCO) und ternäres Lithium-Nickel-Cobalt-Manganat (NCM) ), ternäres Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminat (NCA), und das negative Elektrodenmaterial ist hauptsächlich Graphit-Kohlenstoff-Material.

Technische Strecke
Lassen Sie uns anhand der obigen Tabelle einen Blick auf die Anwendung verschiedener Arten von Lithiumbatterien auf dem Markt werfen.

Reden wir über Lithium-Kobalt-Oxid, als Urheber von Lithium-Batterien, natürlich kann es auch als Power-Batterie verwendet werden, um das Wasser zuerst zu testen, und es wurde zuerst im Tesla Roadster verwendet, aber aufgrund seiner geringen Zyklenlebensdauer und Sicherheit, es ist erwiesen, dass es nicht für den Einsatz als Power-Akku geeignet ist. Um dieses Manko auszugleichen, setzt Tesla auf das sogenannte weltweit beste Batteriemanagementsystem, um die Stabilität der Batterie zu gewährleisten. Lithium-Kobaltoxid hat derzeit einen großen Marktanteil im 3C-Bereich.

Die zweite ist die Lithium-Manganat-Batterie, die zuerst von der Batteriefirma AESC vorgeschlagen wurde. Dieses AESC ist nicht klein, es ist ein Joint Venture zwischen Nissan und Nippon Electric Co., Ltd. (NEC). Das repräsentative Modell von Lithiummanganat ist der Nissan Leaf. Aufgrund des niedrigen Preises, der mittleren Energiedichte und der durchschnittlichen Sicherheit hat es eine sogenannte bessere Gesamtleistung. Gerade wegen dieser lauen Natur wird es nach und nach durch neue Technologien ersetzt.

Als nächstes kommt Lithiumeisenphosphat . Als Flaggschiffprodukt von BYD hat es eine gute Stabilität, lange Lebensdauer und Kostenvorteile. Es eignet sich besonders für Plug-in-Hybridfahrzeuge, die häufig geladen und entladen werden müssen, hat aber den Nachteil, dass die Energiedichte durchschnittlich ist.

Schließlich gibt es noch die ternäre Lithiumbatterie. Als aufgehender Stern kann die Energiedichte am höchsten werden, aber die Sicherheit ist relativ schlecht. Für reine Elektrofahrzeuge, die Anforderungen an die Reichweite haben, sind ihre Aussichten breiter und sie sind derzeit die Hauptrichtung von Power-Batterien.