Miksi Tesla muuttuu 2170:ksi? Mitkä ovat kolmen litiumakun edut

18650 akku oli Teslan legenda. Nyt Model 3:n massatuotannon myötä 18650-akun historiallinen tehtävä on päättymässä. Kaikki Tesla-mallit voivat korvata 21700 litiumpariston. Mikä on syy tähän?

1. Koostumus ja luokitus?

Litiumparisto tarkoittaa, että sähkökemiallinen järjestelmä sisältää litiumakun, joka voidaan karkeasti jakaa litiumakkuihin ja litiumakkuihin. Koska litiumakku ei sisällä metallista litiumia ja on ladattava, se voidaan jakaa sylinterimäiseen ja neliömäiseen ulkonäköön, ja se koostuu pääasiassa neljästä osasta: positiivisen elektrodin materiaalista, negatiivisen elektrodin materiaalista, elektrolyytistä ja kalvomateriaalista (tämä artikkeli on alkuperäinen, ilmoita, onko se kopioitu).

Erilaiset anodimateriaalit ja litiumakuissa käytetyt anodimateriaalit voidaan jakaa erityyppisiin akkuihin. Esimerkiksi yleisesti käytettyjä anodimateriaaleja ovat litiumkobalaatti, litiummanganaatti, nikkeli, litiumrautafosfaatti ja kolmikomponentit. Yleisesti käytettyjä anodimateriaaleja ovat grafiittihiilimateriaalit, tinapohjaiset materiaalit, piimateriaalit ja titaanipohjaiset materiaalit. Niistä litiumkobalaatti on suurin osa litiumakkujen anodimateriaaleista.

2. Mikä on litiumakun tekninen suunta?

Sitä kutsutaan myös tri-kobolttimangaaniksi, mikä tarkoittaa, että kolme materiaalia: nikkeli, koboltti ja mangaani ovat positiivisia materiaaleja, grafiitti on akun positiivinen materiaali ja sen nikkelisuola, kobolttisuola ja mangaanisuola ovat raaka-aineita. Nikkelin, koboltin ja mangaanin osuutta voidaan säätää todellisen tilanteen mukaan. Akkuyhtiöt, joilla on pääasialliset tekniset suunnat, kuten Japani ja Korea, litiumrautafosfaattiakku perustuu litiumrautafosfaattiin negatiivisena materiaalina ja grafiittiin negatiivisena materiaalina, joka on BYD:n pääasiallinen tekninen suunta; Litiumtitanaattiakut voidaan jakaa kahteen tyyppiin. Yksi on litiumtitanaatti katodimateriaalina, kun taas litiummanganaatti ja litiumrautafosfaatti ovat kolmikomponentteja ja litiumakkujen katodimateriaalia. Tämä on tällä hetkellä Zhuhai Silverin pääsuunta. Toinen on litiumtitanaatti katodina ja litiummetalli- tai litiumseoskatodilitiumparisto (tämä on alkuperäinen tuote, kissan auton käynnistin, määritä siirto).

3. Mitkä ovat kolmikomponenttisen litiumakun edut?

Kolmiosaisen litiumakun suurin etu on sen korkea energian varastointitiheys, yleensä yli 200 WH/kg, ja liittyy 90-120 Wh/kg litiumrautafosfaattiin, joka sopii paremmin henkilöautomarkkinoiden ajokilometrimäärään. . Kolmikomponenttien litiumakkumateriaalien hajoamislämpötila on noin 200 ℃, mikä vapauttaa happimolekyylejä. Korkean lämpötilan ja nopean palamisen, elektrolyyttiakkujen sekä spontaanin syttymis- ja räjähdysvaaran tapauksessa akkujen hallintavaatimukset ovat erittäin korkeat. (OVP) tulee koostua ylilataussuojasta, purkaussuojasta (UVP), ylikuumenemissuojasta (OTP) ja ylivirtasuojasta (OCP). Siksi puhtaat sähköajoneuvot käyttävät kolmen litiumakkuja Kiinan markkinoilla jopa 76%. Sähköbussien määrä on kuitenkin vain 27,6 %, kun taas litiumrautafosfaattia on 64,9 %.

4. Miksi Tesla vaihtoi 2170:een?

Teslan käyttämät akkunumerot 18650 ja 2170 ovat kolmikomponentteja kopolymeerilitiumparistoja. 18650 on sylinterimäinen akku, jonka halkaisija on 18 mm ja pituus 65 mm, ja 2170 on sylinterimäinen akku, jonka halkaisija on 21 mm ja pituus 70 mm. Koska prosessiohjauksella ja raaka-aineilla on mahdotonta parantaa energiatiheyttä ja alentaa akkukustannuksia, tulee tilavuudeltaan suuremmasta 2170 akusta väistämätön valinta. Mallin ja ModelX:n odotetaan vaihdettavan Model3:n ensimmäisen käytön jälkeen.

Musk väittää, että vuoden 2170 akku on maailman korkein energiatiheys ja halvin akku, jonka energiatiheys on jopa 300 WH/kg, mikä on suhteessa 233 WH/kg vuonna 18650. Energiatiheys on kasvanut lähes 20 %, mutta sen akkujärjestelmän hinta on 155 dollaria/WH, mikä liittyy 171/18650 WH:iin, mikä on rajallinen alennus. Vaikka Muskilla on vielä pitkä matka, ennen kuin Musk saavuttaa tavoitteen 100 dollaria wattitunnilta, se on silti askel eteenpäin. Seuraava askel olisi innovoida uusia akkumateriaaleja kustannusten alentamiseksi. Kolmiosainen litiumakku on eräänlainen litiumakku, joka koostuu litiumnikkeli-kobolttimangaanioksidin (Li (NiCoMn) O2) terpolymeeristä. Kolmen komposiittikatodimateriaalin esiastetuote ottaa raaka-aineiksi nikkelisuolaa, kobolttisuolaa ja mangaanisuolaa, ja nikkelin, koboltin ja mangaanin osuutta voidaan säätää todellisen tilanteen mukaan.

Turvallisuus on ykkösprioriteetti

Kolmiosaisen litiumakun ominaisuudet ovat korkea energiatiheys ja korkea jännite, joten saman painoisen akun kapasiteetti on suurempi ja auto voi mennä pidemmälle ja nopeammin. Sen heikkous on kuitenkin sen heikko vakaus. Jos tapahtuu sisäinen oikosulku tai positiivinen aine kohtaa vettä, kyseessä on avotuli. Siksi suojana käytetään yleensä teräskuorikerrosta. Teslan akkupaketti koostuu noin 7000 18650 akusta. Vaikka Tesla tarjoaa kattavan suojan akulle, äärimmäisissä törmäysonnettomuuksissa on silti palovaara.

Tämä johtuu siitä, että nämä kaksi materiaalia hajoavat saavuttaessaan tietyn lämpötilan. Kolmiosainen litium on noin 200 ℃ alempi ja litiumrautafosfaatti noin 800 ℃ alempi. Kolmannen litiummateriaalin kemiallinen reaktio on voimakkaampi, mikä vapauttaa happimolekyylejä ja elektrolyytti palaa nopeasti korkeassa lämpötilassa, mikä johtaa ketjureaktioon. Lyhyesti sanottuna litiumkolmio on helpompi sytyttää kuin litiumrautafosfaatti. On syytä huomata, että puhumme materiaaleista, ei valmiista akuista.

Litiumrautafosfaattiakku on paljon vakaampi. Vaikka paneeli rikkoutuisi, oikosulku ei räjähdy ja pala, eikä akku syty tuleen korkeassa 350 ℃ lämpötilassa (kolme litiumakkua ei voi kuljettaa 180-250 ℃ lämpötilassa). Siksi turvallisuuden kannalta litiumrautafosfaattiakku on parempi.

Koska kolmikomponenttisilla litiummateriaaleilla on tällaisia ​​potentiaalisia turvallisuusriskejä, valmistajat yrittävät myös estää onnettomuuksia. Kolmikomponenttisten litiummateriaalien pyrolyysiominaisuuksien mukaan valmistajat pitävät erittäin tärkeänä ylilataussuojaa (OVP), ylipurkaussuojaa (UVP), ylikuumenemissuojaa (OTP) ja ylivirtasuojaa (OCP). Tesla luottaa turvallisuuteen, koska sillä on akunhallintajärjestelmä, joka pystyy paremmin hallitsemaan sen aktiivisempia litiumakkuja. Tietenkin, kun yhä useammat akkuyritykset, autoyritykset ja ammattimaiset akkujen hallintayritykset jatkavat kehitystä tällä alalla, yhä useammat yritykset voivat myös saavuttaa erinomaisen akunhallinnan, mikä parantaa huomattavasti turvallisuutta.