Perché il principio attivo della batteria è il “litio”? Qual è lo scopo delle diverse formulazioni dei materiali degli elettrodi positivi?

Attualmente, la maggior parte dei batterie di passeggero puro veicoli elettrici hanno abbandonato il litio ferro fosfato, un materiale catodico, e sono passati ai materiali ternari al litio. Il motivo principale è dovuto ai requisiti più elevati per le prestazioni della batteria, ovvero una maggiore autonomia di crociera. Richiedere.

Sono trascorsi più di duecento anni dallo sviluppo delle batterie chimiche, e batterie al litio sono diventati mainstream. Potresti sorprenderti del fatto che ci siano più di 100 elementi nella tavola periodica, perché devi scegliere "litio"?

Come funzionano le batterie agli ioni di litio

Il nuovo veicolo energetico batteria agli ioni di litio è una batteria ricaricabile, che si basa principalmente sul movimento degli ioni di litio tra gli elettrodi positivo e negativo per generare corrente. Esistono molti materiali catodici per batterie agli ioni di litio, e tutti esistono sotto forma di composti di litio incorporati. Attualmente, i materiali catodici delle batterie di alimentazione dei veicoli includono litio ferro fosfato, litio ternario (suddiviso in sistema nichel-cobalto-manganese e sistema nichel-cobalto-alluminio), ecc. Il materiale anodico più diffuso al momento è la grafite.

Gli ioni di litio si intercalano all'elettrodo positivo durante la scarica e si deintercalano all'elettrodo positivo durante la carica. Ioni di litio muoversi tra gli elettrodi positivo e negativo attraverso l'elettrolita e il separatore durante la carica e la scarica.

È come i veicoli logistici che guidano nei punti A e B della città. La loro navetta non-stop porta "corrente" alla città, e l'elemento al litio è il più efficiente e il più capace di trasportare merci. Il camion della logistica.

Perché il litio diventa un materiale per batterie ricaricabili?

Prima dell'applicazione del litio, gli esseri umani hanno cercato soluzioni adatte batteria materiali come dispositivo per immagazzinare energia elettrica. Le persone hanno provato una varietà di materiali per batterie come rame, ferro, zinco, piombo, mercurio, magnesio, ecc. La direzione di miglioramento delle batterie è principalmente quella di aumentare la capacità e Le prestazioni di scarica e altri indicatori sono gli indicatori principali e infine il litio è selezionato come materiale dell'ultima generazione di ricaricabile batterie.

Perché il principio attivo del batteria “litio” invece di oro, argento, rame, ferro e stagno?

Dalla tavola periodica è chiaro che litio è il terzo elemento e l'elemento metallico più avanzato.

Il litio stesso ha una massa atomica di 6 unità e ogni litio trasporta una carica;

Rispetto allo zinco, ampiamente utilizzato nelle prime batterie, la sua massa atomica è 66, e ogni zinco trasporta 2 cariche. Ovviamente, usando litio come materiale per batterie può portare una densità energetica significativamente più elevata. Cioè, litio ha una capacità specifica più elevata come materiale per batterie.

Inoltre, batterie agli ioni di litio presentano i vantaggi di nessun effetto memoria, elevata velocità di carica e scarica, bassa velocità di autoscarica e alto tasso di conversione dell'energia.

Per trasportare rifornimenti dalla Terra alla stazione spaziale, il razzo leggero, sebbene carichi meno, viene lanciato più volte e il costo è inferiore a quello del razzo pesante. Litio è come questo razzo leggero più efficiente.

Perché? ternario batterie al litio sostituire il litio ferro fosfato come prodotto principale?

Attualmente, la maggior parte delle batterie dei veicoli elettrici per passeggeri sono state abbandonate fosfato di ferro e litio, un materiale catodico, e sono passati a materiali al litio ternario. Il motivo principale è dovuto ai requisiti più elevati per le prestazioni della batteria, ovvero una maggiore autonomia di crociera. Richiedere.

Ad esempio, allo stesso costo, una motocicletta può andare molto più veloce di un'auto, ma la sicurezza del ferro avvolto nella carne sulle due ruote sarà minore, il che è molto simile alla differenza di carattere tra il litio ferro fosfato e il ternario batterie al litio.

I vantaggi e gli svantaggi tra litio ferro fosfato e litio ternario sono evidenti. Lo svantaggio del litio ferro fosfato è che la densità di capacità è bassa ma la sicurezza è migliore. La densità energetica della batteria al litio ternario è ovviamente alta ma la sicurezza è relativamente generale. Per perseguire prestazioni di resistenza più elevate, il litio ternario è diventato l'attuale mainstream.

È proprio a causa della densità energetica che fosfato di ferro e litio viene gradualmente sostituita dalle batterie “ternarie al litio” per i seguenti motivi:

La densità energetica della batteria ternaria al litio è ovviamente elevata e il vantaggio più diretto è che può aumentare l'autonomia di crociera;

La densità energetica della nuova formula del materiale catodico per batterie al litio ternarie ha un potenziale maggiore, come NCM811 (il rapporto nichel-cobalto-manganese è 8:1:1).

Perché si chiama “ternario” batteria al litio"? Qual è lo scopo delle diverse formulazioni dei materiali catodici?

Il nome “batteria al litio ternaria” deriva in realtà da una fonte molto semplice

Batterie agli ioni di litio utilizzare un composto di litio intercalato come materiale per elettrodi positivi. Per migliorare le prestazioni della batteria, le persone cercano di utilizzare diverse combinazioni di materiali per migliorare le prestazioni della batteria. Attualmente, si trovano "nichel-cobalto-manganese (NCM)" e "nichel-cobalto-alluminio (NCA)". Le prestazioni dei materiali catodici dei due sistemi sono migliori, perché i due tipi di materiali catodici hanno tre ingredienti attivi, quindi sono chiamati "batterie al litio ternario.

Alcuni modelli Tesla e di altre marche utilizzano il sistema nichel-cobalto-alluminio (NCA), mentre la maggior parte degli altri modelli puramente elettrici utilizza il sistema nichel-cobalto-manganese (NCM) batterie, che sono suddivisi in NCM523, NCM111, NCM811, ecc. è il rapporto tra i tre elementi.

La quantità o la quantità di ogni elemento influenzerà direttamente le prestazioni della batteria. Attualmente, l'energia principale della ricerca e sviluppo dell'azienda è sulla formula. Ad esempio, il condimento di ogni stufato è simile ma il sapore è diverso. batteria Anche le prestazioni della stessa formula di aziende diverse saranno diverse. differenza.