¿Por qué el ingrediente activo de la batería es “litio”? ¿Cuál es el propósito de las diferentes formulaciones de materiales de electrodos positivos?

En la actualidad, la mayoría de los Baterías de pasajero puro vehículos eléctricos Han abandonado el fosfato de hierro y litio, un material de cátodo, y han cambiado a materiales de litio ternario. La razón principal es que se exigen mayores requisitos para el rendimiento de la batería, es decir, una mayor autonomía de crucero.

Han pasado más de doscientos años desde el desarrollo de las baterías químicas y Baterías de litio Se han convertido en algo común. Te sorprenderá que haya más de 100 elementos en la tabla periódica. ¿Por qué tienes que elegir “litio”?

Cómo funcionan las baterías de iones de litio

El nuevo vehículo energético batería de iones de litio Es una batería recargable que se basa principalmente en el movimiento de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo para generar corriente. Existen muchos materiales de cátodo para Baterías de iones de litio, y todos ellos existen en forma de compuestos de litio incrustados. En la actualidad, los materiales del cátodo de las baterías de energía de los vehículos incluyen fosfato de hierro y litio, litio ternario (dividido en sistema de níquel-cobalto-manganeso y sistema de níquel-cobalto-aluminio), etc., El material de ánodo principal actual es el grafito.

Los iones de litio se intercalan en el electrodo positivo durante la descarga y se desintercalan en el electrodo positivo durante la carga. Iones de litio moverse entre los electrodos positivo y negativo a través del electrolito y el separador durante la carga y descarga.

Es como los vehículos logísticos que circulan por los puntos A y B de la ciudad. Su lanzadera sin escalas lleva “corriente” a la ciudad, y el elemento de litio es el más eficiente y el más capaz de transportar mercancías. El camión logístico.

¿Por qué el litio se convierte en un material para Baterías recargables?

Antes de la aplicación del litio, los seres humanos han estado buscando formas adecuadas batería Materiales como dispositivo para almacenar energía eléctrica. La gente ha probado una variedad de materiales para baterías, como cobre, hierro, zinc, plomo, mercurio, magnesio, etc. La dirección de mejora de las baterías es principalmente aumentar la capacidad y el rendimiento de descarga y otros indicadores son los principales indicadores, y finalmente se selecciona el litio como el material de la última generación de baterías. recargable Baterías.

¿Por qué el ingrediente activo de la batería ¿“Litio” en lugar de oro, plata, cobre, hierro y estaño?

De la tabla periódica se desprende claramente que litio Es el tercer elemento y el elemento metálico más avanzado.

El litio en sí tiene 6 unidades de masa atómica, y cada litio lleva 1 carga;

En comparación con el zinc, que se usaba mucho en las primeras baterías, su masa atómica es 66 y cada zinc lleva 2 cargas. Obviamente, el uso litio Como material de batería, puede aportar una densidad energética significativamente mayor. Es decir, litio Tiene una mayor capacidad específica como material de batería.

Además, Baterías de iones de litio Tiene las ventajas de no tener efecto memoria, alta tasa de carga y descarga, baja tasa de autodescarga y alta tasa de conversión de energía.

Para transportar suministros desde la Tierra a la estación espacial, aunque el cohete ligero está menos cargado, se lanza varias veces y el coste es menor que el del cohete pesado. Litio Es como este cohete ligero más eficiente.

¿Por qué? ternario Baterías de litio ¿Reemplazar el fosfato de hierro y litio como producto principal?

En la actualidad, la mayoría de las baterías de los vehículos eléctricos puros de pasajeros han sido abandonadas. fosfato de hierro y litio, un material de cátodo, y se cambió a materiales de litio ternario. La razón principal es que se requieren mayores requisitos para el rendimiento de la batería, es decir, una mayor autonomía de crucero.

Por ejemplo, por el mismo costo, una motocicleta puede correr mucho más rápido que un automóvil, pero la seguridad del hierro envuelto en carne en las dos ruedas será menor, lo que es muy similar a la diferencia de carácter entre el fosfato de hierro y litio y el ternario. Baterías de litio.

Las ventajas y desventajas entre el fosfato de hierro y litio y el litio ternario son obvias. La desventaja del fosfato de hierro y litio es que la densidad de capacidad es baja, pero la seguridad es mejor. La densidad de energía de la batería de litio ternaria es obviamente alta, pero la seguridad es relativamente general. Para lograr un mayor rendimiento de resistencia, el litio ternario se ha convertido en la corriente principal actual.

Es precisamente debido a la densidad energética que fosfato de hierro y litio se sustituye paulatinamente por baterías de “litio ternario” por las siguientes razones:

La densidad energética de la batería ternaria de litio es obviamente alta, y el beneficio más directo es que puede aumentar la autonomía de crucero;

La densidad energética de la nueva fórmula del material del cátodo para baterías ternarias de litio tiene un mayor potencial, como el NCM811 (la relación níquel-cobalto-manganeso es 8:1:1).

¿Por qué se llama “ternario”? batería de litio“¿Cuál es el propósito de las diferentes formulaciones de materiales de cátodo?

El nombre “batería ternaria de litio” en realidad proviene de una fuente muy simple

Baterías de iones de litio Utilizar un compuesto de litio intercalado como material de electrodo positivo. Para mejorar el rendimiento de la batería, la gente intenta utilizar diferentes combinaciones de materiales para mejorar el rendimiento de la batería. Actualmente, se encuentran “níquel-cobalto-manganeso (NCM)” y “níquel-cobalto-aluminio (NCA)”. El rendimiento de los materiales del cátodo de los dos sistemas es mejor, porque los dos tipos de materiales del cátodo tienen tres ingredientes activos, por lo que se denominan “Baterías “ternarias de litio”.

Algunos modelos de Tesla y otras marcas utilizan el sistema de níquel-cobalto-aluminio (NCA), y la mayoría de los demás modelos eléctricos puros utilizan el sistema de níquel-cobalto-manganeso (NCM). Baterías, que se dividen en NCM523, NCM111, NCM811, etc. es la relación entre los tres elementos.

La cantidad o cantidad de cada elemento afectará directamente el rendimiento de la batería. En la actualidad, la principal energía de la investigación y el desarrollo de la empresa se centra en la fórmula. Por ejemplo, el condimento de cada guiso es similar pero el sabor es diferente. batería El rendimiento de la misma fórmula de diferentes empresas también será diferente. diferencia.