Varför ändras Tesla till 2170? Vilka är fördelarna med ett ternärt litiumbatteri

18650 batteri var en legend om Tesla. Nu, med massproduktionen av Model 3, närmar sig det historiska uppdraget med 18650-batteriet sitt slut. Alla Tesla-modeller kan ersätta litiumbatteriet 21700. Vad är orsaken bakom detta?

1. Sammansättning och klassificering?

Litiumbatteri innebär att det elektrokemiska systemet innehåller litiumbatteri, som grovt sett kan delas in i litiumbatteri och litiumbatteri. På grund av dess kommersiella karaktär att det inte innehåller metalliskt litium och är uppladdningsbart, kan litiumbatteri delas in i cylindriskt och kvadratiskt utseende, och det består huvudsakligen av fyra delar: positivt elektrodmaterial, negativt elektrodmaterial, elektrolyt- och membranmaterial (denna artikel är ett original, ange om det är reproducerat).

Olika anodmaterial och anodmaterial som används i litiumbatterier kan delas in i olika typer av batterier. Till exempel inkluderar de vanligen använda anodmaterialen litiumkobalat, litiummanganat, nickel, litiumjärnfosfat och ternära material. De vanligen använda anodmaterialen inkluderar grafitkolmaterial, tennbaserade material, kiselmaterial och titanbaserade material. Bland dem är litiumkobalat majoriteten av anodmaterialen för litiumbatterier.

2. Vilken är den tekniska riktningen för litiumbatterier?

Det kallas också trikoboltmangan, vilket betyder att tre material av nickel, kobolt och mangan är positiva material, grafit är positivt material i batteriet och dess nickelsalt, koboltsalt och mangansalt är råmaterial. Andelen nickel, kobolt och mangan kan anpassas efter den faktiska situationen. Batteriföretag med huvudsakliga tekniska riktningar, såsom Japan och Korea, litiumjärnfosfatbatteri är baserat på litiumjärnfosfat som negativt material och grafit som negativt material, vilket är BYD:s huvudsakliga tekniska riktning; Litiumtitanatbatterier kan delas in i två typer. En är litiumtitanat som katodmaterial, medan litiummanganat och litiumjärnfosfat är ternära material och katodmaterialet i litiumbatterier. Detta är huvudriktningen för Zhuhai Silver för närvarande. Den andra är litiumtitanat som katod och litiummetall- eller litiumlegeringskatodlitiumbatteri (detta är en originalprodukt, kattbilsstartare, ange överföringen).

3. Vilka är fördelarna med det ternära litiumbatteriet?

Den största fördelen med det ternära litiumbatteriet ligger i dess höga energilagringstäthet, vanligtvis över 200WH/kg, och relaterad till 90-120Wh/kg litiumjärnfosfat, vilket är mer lämpligt för efterfrågan på personbilsmarknaden för körsträcka . Nedbrytningstemperaturen för ternära litiumbatterimaterial är cirka 200 ℃, vilket kommer att frigöra syremolekyler. Vid hög temperatur och snabb förbränning, elektrolytbatterier och spontan förbränning och explosionsrisk är hanteringskraven för batterier mycket höga. (OVP) bör bestå av överladdningsskydd, urladdningsskydd (UVP), övertemperaturskydd (OTP) och överströmsskydd (OCP). Därför används ternära litiumbatterier av rena elfordon på den kinesiska marknaden upp till 76%. Antalet elbussar är dock bara 27,6 %, medan litiumjärnfosfat är 64,9 %.

4. Varför bytte Tesla till 2170?

Batterinummer 18650 och 2170 som används av Tesla är ternära sampolymer litiumbatterier. 18650 är ett cylindriskt batteri med en diameter på 18 mm och en längd på 65 mm, och 2170 är ett cylindriskt batteri med en diameter på 21 mm och en längd på 70 mm. Eftersom det är omöjligt att förbättra energitätheten och minska batterikostnaden genom processkontroll och råmaterial, blir 2170-batteriet med större volym ett oundvikligt val. Modellen och ModelX förväntas bytas ut efter den första användningen av Model3.

Musk hävdar att batteriet år 2170 är det högsta energitätheten och billigaste batteriet i världen, med en energitäthet på upp till 300 WH/kg, vilket är relaterat till 233 WH/kg 18650. Energitätheten har ökat med nästan 20 %, men kostnaden för dess batterisystem är 155 dollar/WH, vilket är relaterat till 171/18650 WH, vilket är en begränsad minskning. Även om det fortfarande är en lång väg kvar innan Musk når målet på 100 dollar per wattimme, är det fortfarande ett steg framåt. Nästa steg bör vara att förnya nya batterimaterial för att minska kostnaderna. Ternärt litiumbatteri är ett slags litiumbatteri som består av litiumnickelkobolt manganoxid (Li (NiCoMn) O2) terpolymer. Prekursorprodukten av ternärt sammansatt katodmaterial tar nickelsalt, koboltsalt och mangansalt som råmaterial, och andelen nickel, kobolt och mangan kan justeras efter den faktiska situationen.

Säkerhet är högsta prioritet

Egenskaperna för det ternära litiumbatteriet är hög energitäthet och hög spänning, så batteripaketet med samma vikt har större kapacitet, och bilen kan gå längre och snabbare. Dess svaghet ligger dock i dess dåliga stabilitet. Om det finns en intern kortslutning eller om det positiva ämnet stöter på vatten blir det öppna lågor. Därför används vanligtvis ett lager av stålskal för skydd. Teslas batteripaket består av cirka 7000 18650 batterier. Även om Tesla ger ett allsidigt skydd för batteripaketet finns det fortfarande en brandrisk vid extrema kollisionsolyckor.

Detta beror på att dessa två material kommer att sönderfalla när de når en viss temperatur. Litium ternärt är cirka 200 ℃ lägre och litiumjärnfosfat är cirka 800 ℃ lägre. Den kemiska reaktionen av ternärt litiummaterial är mer intensiv, vilket kommer att frigöra syremolekyler, och elektrolyten kommer att brinna snabbt vid hög temperatur, vilket leder till kedjereaktion. Kort sagt, litiumternärt är lättare att antända än litiumjärnfosfat. Det är värt att notera att vi talar om material, inte färdiga batterier.

Litiumjärnfosfatbatteriet är mycket stabilare. Även om panelen är trasig kommer kortslutningen inte att explodera och brinna, och batteriet kommer inte att fatta eld under den höga temperaturen på 350 ℃ (tre litiumbatterier kan inte bäras vid 180-250 ℃). Därför, när det gäller säkerhetsprestanda, är litiumjärnfosfatbatteri bättre.

Eftersom ternära litiummaterial har sådana potentiella säkerhetsrisker, försöker tillverkarna också förhindra olyckor. Enligt pyrolysegenskaperna hos ternära litiummaterial kommer tillverkare att lägga stor vikt vid överladdningsskydd (OVP), överladdningsskydd (UVP), övertemperaturskydd (OTP) och överströmsskydd (OCP). Tesla är säker på säkerheten eftersom den har ett batterihanteringssystem som bättre kan hantera dess mer aktiva litiumbatterier. Naturligtvis, eftersom fler och fler batteriföretag, bilföretag och professionella batterihanteringsföretag fortsätter att utvecklas inom detta område, kan fler och fler företag också uppnå utmärkt batterihantering, vilket avsevärt kommer att förbättra säkerheten.