Warum wird Tesla auf 2170 geändert? Was sind die Vorteile einer ternären Lithiumbatterie?

Die 18650-Batterie war eine Legende von Tesla. Mit der Massenproduktion des Model 3 geht nun die historische Mission der 18650-Batterie zu Ende. Alle Tesla-Modelle ersetzen möglicherweise die 21700-Lithiumbatterie. Was ist der Grund dafür?

1. Zusammensetzung und Klassifizierung?

Lithiumbatterie bedeutet, dass das elektrochemische System eine Lithiumbatterie enthält, die grob in Lithiumbatterie und Lithiumbatterie unterteilt werden kann. Aufgrund ihrer kommerziellen Beschaffenheit, kein metallisches Lithium zu enthalten und wiederaufladbar zu sein, können Lithiumbatterien im Aussehen in zylindrische und quadratische unterteilt werden und bestehen hauptsächlich aus vier Teilen: positives Elektrodenmaterial, negatives Elektrodenmaterial, Elektrolyt und Diaphragmamaterial (dieser Artikel). handelt es sich um ein Original, bitte angeben, ob es sich um eine Reproduktion handelt).

Verschiedene Anodenmaterialien und Anodenmaterialien, die in Lithiumbatterien verwendet werden, können in verschiedene Batterietypen unterteilt werden. Zu den häufig verwendeten Anodenmaterialien gehören beispielsweise Lithiumcobalat, Lithiummanganat, Nickel, Lithiumeisenphosphat und ternäre Materialien. Zu den häufig verwendeten Anodenmaterialien gehören Graphitkohlenstoffmaterialien, Materialien auf Zinnbasis, Materialien auf Siliziumbasis und Materialien auf Titanbasis. Unter ihnen ist Lithiumcobalat das meiste Anodenmaterial für Lithiumbatterien.

2. Was ist die technische Richtung der Lithiumbatterie?

Es wird auch Trikobaltmangan genannt, was bedeutet, dass die drei Materialien Nickel, Kobalt und Mangan positive Materialien sind, Graphit das positive Material der Batterie ist und sein Nickelsalz, Kobaltsalz und Mangansalz Rohstoffe sind. Der Anteil an Nickel, Kobalt und Mangan kann je nach tatsächlicher Situation angepasst werden. Batterieunternehmen mit technischen Hauptrichtungen wie Japan und Korea basieren auf Lithiumeisenphosphatbatterien, die auf Lithiumeisenphosphat als negativem Material und Graphit als negativem Material basieren, was die technische Hauptrichtung von BYD darstellt. Lithiumtitanat-Batterien können in zwei Typen unterteilt werden. Eines ist Lithiumtitanat als Kathodenmaterial, während Lithiummanganat und Lithiumeisenphosphat ternäre Materialien und das Kathodenmaterial von Lithiumbatterien sind. Dies ist derzeit die Hauptrichtung von Zhuhai Silver. Das andere ist Lithiumtitanat als Kathode und eine Lithiumbatterie mit Lithiummetall- oder Lithiumlegierungskathode (dies ist ein Originalprodukt, Cat-Car-Starter, bitte geben Sie die Übertragung an).

3. Welche Vorteile bietet die ternäre Lithiumbatterie?

Der größte Vorteil der ternären Lithiumbatterie liegt in ihrer hohen Energiespeicherdichte, die normalerweise über 200 Wh/kg liegt und mit 90–120 Wh/kg Lithiumeisenphosphat zusammenhängt, was besser für die Nachfrage des Pkw-Marktes nach Kilometerleistung geeignet ist . Die Zersetzungstemperatur von ternären Lithiumbatteriematerialien liegt bei etwa 200 °C, wodurch Sauerstoffmoleküle freigesetzt werden. Bei hohen Temperaturen und schneller Verbrennung, Elektrolytbatterien sowie Selbstentzündungs- und Explosionsgefahren sind die Managementanforderungen an Batterien sehr hoch. (OVP) sollte aus Überladeschutz, Entladeschutz (UVP), Übertemperaturschutz (OTP) und Überstromschutz (OCP) bestehen. Daher werden auf dem chinesischen Markt bis zu 76 % ternäre Lithiumbatterien von reinen Elektrofahrzeugen verwendet. Allerdings beträgt der Anteil der Elektrobusse nur 27,6 %, der Anteil von Lithiumeisenphosphat liegt bei 64,9 %.

4. Warum ist Tesla auf 2170 umgestiegen?

Bei den von Tesla verwendeten Batterienummern 18650 und 2170 handelt es sich um ternäre Copolymer-Lithiumbatterien. 18650 ist eine zylindrische Batterie mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Länge von 65 mm, und 2170 ist eine zylindrische Batterie mit einem Durchmesser von 21 mm und einer Länge von 70 mm. Da es unmöglich ist, die Energiedichte zu verbessern und die Batteriekosten durch Prozesskontrolle und Rohstoffe zu senken, ist die 2170-Batterie mit größerem Volumen eine unumgängliche Wahl. Das Modell und ModelX werden voraussichtlich nach der ersten Verwendung von Model3 ersetzt.

Musk behauptet, dass die Batterie im Jahr 2170 mit einer Energiedichte von bis zu 300 WH/kg die höchste Energiedichte und die günstigste Batterie der Welt sei, was mit 233 WH/kg im Jahr 18650 vergleichbar sei. Die Energiedichte sei um fast 20 gestiegen %, aber die Kosten für das Batteriesystem betragen 155 Dollar/WH, was 171/18650 WH entspricht, was eine begrenzte Reduzierung darstellt. Obwohl es noch ein langer Weg ist, bis Musk das Ziel von 100 Dollar pro Wattstunde erreicht, ist es immer noch ein Schritt nach vorne. Der nächste Schritt sollte darin bestehen, neue Batteriematerialien zu entwickeln, um die Kosten zu senken. Eine ternäre Lithiumbatterie ist eine Art Lithiumbatterie, die aus einem Terpolymer aus Lithium-Nickel-Kobalt-Manganoxid (Li (NiCoMn) O2) besteht. Das Vorprodukt des ternären Verbundkathodenmaterials verwendet Nickelsalz, Kobaltsalz und Mangansalz als Rohstoffe, und der Anteil von Nickel, Kobalt und Mangan kann entsprechend der tatsächlichen Situation angepasst werden.

Sicherheit hat oberste Priorität

Die Eigenschaften der ternären Lithiumbatterie sind eine hohe Energiedichte und eine hohe Spannung, sodass der Batteriesatz bei gleichem Gewicht eine größere Kapazität hat und das Auto weiter und schneller fahren kann. Seine Schwäche liegt jedoch in seiner geringen Stabilität. Liegt ein interner Kurzschluss vor oder trifft die positive Substanz auf Wasser, kommt es zu offenen Flammen. Daher wird zum Schutz im Allgemeinen eine Schicht aus Stahlmantel verwendet. Der Akku von Tesla besteht aus etwa 7000 18650-Batterien. Obwohl Tesla einen Rundumschutz für das Batteriepaket bietet, besteht bei extremen Kollisionsunfällen dennoch Brandgefahr.

Dies liegt daran, dass sich diese beiden Materialien zersetzen, wenn sie eine bestimmte Temperatur erreichen. Lithium-Ternär ist etwa 200 °C niedriger und Lithium-Eisenphosphat ist etwa 800 °C niedriger. Die chemische Reaktion des ternären Lithiummaterials ist intensiver, wodurch Sauerstoffmoleküle freigesetzt werden und der Elektrolyt bei hoher Temperatur schnell verbrennt, was zu einer Kettenreaktion führt. Kurz gesagt, ternäres Lithium ist leichter zu entzünden als Lithiumeisenphosphat. Es ist erwähnenswert, dass es sich um Materialien und nicht um vorgefertigte Batterien handelt.

Der Lithium-Eisenphosphat-Akku ist wesentlich stabiler. Selbst wenn das Panel kaputt ist, wird der Kurzschluss nicht explodieren und brennen, und die Batterie fängt bei der hohen Temperatur von 350 °C kein Feuer (drei Lithiumbatterien können nicht bei 180–250 °C transportiert werden). Daher ist die Lithium-Eisenphosphat-Batterie im Hinblick auf die Sicherheitsleistung besser.

Da ternäre Lithiummaterialien solche potenziellen Sicherheitsrisiken bergen, versuchen die Hersteller auch, Unfälle zu verhindern. Entsprechend den Pyrolyseeigenschaften ternärer Lithiummaterialien legen die Hersteller großen Wert auf den Überladeschutz (OVP), den Überentladungsschutz (UVP), den Übertemperaturschutz (OTP) und den Überstromschutz (OCP). Tesla vertraut auf die Sicherheit, da es über ein Batteriemanagementsystem verfügt, das seine aktiveren Lithiumbatterien besser verwalten kann. Da sich immer mehr Batterieunternehmen, Automobilunternehmen und professionelle Batteriemanagementunternehmen in diesem Bereich weiterentwickeln, können natürlich auch immer mehr Unternehmen ein hervorragendes Batteriemanagement erreichen, was die Sicherheit erheblich verbessern wird.