예를 들어 리튬 배터리 엔지니어링에서' 구리, 철, 아연' 도입을 피하는 것은 거의 잘 알려져 있지만 금속 불순물의 영향 메커니즘은 무엇이며 어떤 피해가 더 큰가요? 많은 사람들이 잠시 대답을 하지 못했다.
나는 문장 몇 편으로 내가 만난 질문에 대답하고 싶다. 어쩌면 나는 가끔 공사 동료의 곤혹을 해결할 수 있을지도 모른다.
이것이 첫 번째입니다.
지금 인산철 리튬의 대형 정극 재료 공장에서 일하고 있으니, 먼저 인산철 리튬부터 시작합시다.
삼원 리튬 배터리와 인산 철 리튬 배터리는 전기 자동차에서 가장 많이 사용되는 두 가지 리튬 이온 배터리로 전체 설치 용량의 95% 이상을 차지한다. 전자는 에너지 밀도가 높고 항속 능력이 강하다. 후자는 안전성이 좋고 비용이 낮다.
인산 철리튬의 정확한 화학명은 인산 철리튬이어야 한다. 왜냐하면 철의 화합가는 일반적으로 +2 와 +3 이기 때문이다. +2 가는 철이온이고 +3 가는 철이온이다. LiFePO4 의 철은 화합가 +2 이므로 인산철 리튬을 읽어야 하는데, 흔히 인산철 리튬이라고 합니다.
다음번에 담으려면' 우리 인산 철리튬 생산 라인.'
최근 몇 년 동안의 추세는 삼원전지 시장 점유율이 줄곧 상승하면서 인산 철리튬 시장 점유율이 그에 따라 하락했다는 것이다. 그러나 불과 몇 달 만에 업계가 급변하면서 여론이 외쳤고, 삼원 리튬 배터리가 사형 선고를 받을 수 있을까?
나는 다음 몇 가지 핵심 노드를 빗어 어떤 중량급 회사나 기관이 인산철 리튬을 위해 가마를 들고 있는지 알아보았다.
테슬라: 19 년 2 월, 테슬라는 코발트가 없는 배터리의 자체 개발을 발표했습니다. 테슬라에 대한 높은 기대와 함께, 사람들은 이것이 어떤 흑과학기술인지 흥분해서 추측했다. 그 결과 사람들은 리튬 철 인산염에 대해 이야기하기 시작했습니다. 23 만 인산 철리튬 버전 차종은 3 년 안에 출시될 것으로 알려졌다. 하나 드릴까요? 인산 철 리튬 시장은 이것으로 불을 붙였다.
비아디: 3 월 29 일 비아디는' 블레이드 배터리' 를 발표했는데, 본질적으로는 여전히 인산철 리튬이지만 CTP(Cell to PACK, 중간 모듈 고리 제거) 를 도입해 그룹 효율을 높이고 그룹 후 에너지 밀도를 높였습니다. 이 일은 전 세계인에게 마스크를 꿰매는 것보다 의미가 크다. 이전에는 이렇게 교묘한 포장으로 전동차의 항속, 비용, 안전 문제를 해결한 사람이 없었다.
공신부: 12 년 5 월, 공신부는 세 가지 의무국가 기준을 발표했는데, 각 기준마다 전동차 배터리 발열이 통제불능이 된 후 5 분 이내에 불이나 폭발을 하지 말고 승객을 위해 안전탈출 시간을 확보했다. 202 1 1 1 부터 구현. 인산 철리튬은 "황상이 영명하고 삼원전지는 억울할 수밖에 없다. 신첩은 안 된다" 고 외쳤다.
태양열의 에너지 밀도가 낮아 햇볕을 쬐면 가장 땀을 많이 흘린다. 원자력의 에너지 밀도가 높아서 작은 폭발 하늘이 무너졌다. 우리는 생활 경험이 있어서 이런 에너지 밀도의 대비를 느꼈다.
그런데 인산철 리튬의 에너지 밀도가 삼원 재료보다 낮은 이유는 무엇일까요? 여전히 생활경험에 의존한다면 하늘이 공평하다고 생각할 수밖에 없고, 인산 아철 리튬이 더 싸기 때문에 지불하면 얻을 수 있다.
인산 철 리튬의 결정체 구조는 안정적인 올리브석 구조라는 말이 있다. 하지만 이는 실효 구조다. 충전방전 과정에서도 리튬이온을 이동하기 어렵다 (방에 기괴한 모양의 석두, 리튬이온이 들락날락하는 것으로 이해할 수 있다). 가장 직관적인 표현은 배터리 용량이 낮다는 것이다. 하지만 이 질적 판단은 여전히 나를 만족시킬 수 없다.
나는 질량 에너지 밀도의 공식부터 시작해서 누가 결정적인 역할을 하는지 알아보려고 노력했다.
에너지 밀도는 단위 질량이나 부피당 배터리가 주는 에너지이며, 비에너지라고도 합니다.
여기서 우리는 단위 질량의 에너지 밀도, 즉 질량 에너지 밀도의 계산 공식을 사용한다.
그 중에서도 배터리의 평균 작동 전압은 차이가 크지 않다. 인산철 리튬은 3.4V, 삼원은 3.6V 로 단순하게 하기 위해 동일하다고 가정한다. 질량 에너지 밀도는 대략 질량비 용량에 비례한다.
이론적 질량비 용량은 단위 질량을 가정한 재료의 모든 리튬 이온이 전기화학반응에 참여해 제공할 수 있는 용량이다.
여기서 전극 반응 중 얻어지고 손실되는 전자의 수는 1 입니다. 따라서 이론적 질량비는 물질의 무어 질량에 반비례한다. 대략 질량 에너지 밀도는 물질의 무어 질량에 반비례한다.
몰 질량은 1mol 입자의 질량으로, 수치적으로 이 물질의 상대적 분자 질량과 같다. 분자식에 의해 결정된 물질에 대해 무어의 질량은 상수값이다.
인산 철 리튬의 몰 질량은 157.76g/mol 이고, 이론은 질량 용량보다170MA H/G 입니다. 삼원 재료의 몰 질량은 니켈, 코발트, 텅스텐의 비율에 따라 약간 다르다. 예를 들어 NCM 의 몰 질량 (1:1) (lini1/3co1/3mn/kloc
재료의 분자식은 에너지 밀도의 이론적 상한선을 결정합니다. 인산 철 리튬의 몰 질량은 3 원 재료보다 크다. 이것은 변할 수 없는 화학적 특성이며, 인산 철 리튬의 에너지 밀도가 결코 3 원 재료를 초과할 수 없다는 것을 결정한다.
결국 블레이드 구조는 구조 혁신으로 위에서 언급한 CTP(Cell to PACK) 기술 중 하나입니다.
여기서는 일반 전동차에 장착된 배터리 팩이 코어에서 모듈로 조립된 후 배터리 팩에 모듈을 장착하여' 코어-모듈-배터리 팩' 의 3 단계 조립 모드를 형성하는 것에 대해 자세히 설명하겠습니다. CTP 는 배터리 팩에 코어를 직접 통합하여 중간 모듈 부분을 제거합니다.
업계 전문가들은 구두를 신발 상자에 넣고 신발 상자를 신발 캐비닛에 넣으면 구두는 배터리와 같고 신발 캐비닛은 모듈이고 신발 캐비닛은 배터리 팩이라는 이미지 비유로 설명했다. 신발 상자의 역할은 신발장 안의 신발을 가지런하게 유지하는 것이다. 블레이드 구조와 같은 모듈식 기술은 "신발 상자" 를 제거하고 "신발" 을 "신발 캐비닛" 에 가지런히 배열하는 것이다.
그래서 우리는 당연히 한 가지 질문을 합니다. 블레이드 구조를 다른 배터리 재료에 사용할 수 있을까요?
대답은' 예' 입니다. 블레이드 배터리의 구조적 혁신은 리튬 철 소재뿐만 아니라 다른 소재에도 적용되기 때문에 이론적으로 삼원엽을 가질 수 있다. 다만 삼원 리튬 소재 자체의 안전성이 인산 철 리튬 소재보다 낮기 때문에, 특히 모듈이 없는 큰 배터리 에너지 파동은 현재의 작은 배터리보다 더 크며, 일단 고장이 나면 결과가 더욱 심각해질 수 있기 때문이다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 실패명언)
안전문제를 체계적으로 해결할 수 있는 한 삼원엽과 기타 소재의 잎에도 넓은 응용공간이 있어 연속1000km 의 SUV 와 같은 노인들에게 더 많은 선택권을 줄 수 있다.
나는 그렇게 생각하지 않는다.
몇 년 전만 해도 삼원은 기세를 부리고 출발을 기다리고 있었지만, 철리튬을 벽에 밀어 넣을 기회가 없었다. 이번에도 마찬가지다.
첫째, 모두가 자신의 응용 프로그램 시나리오를 가지고 있습니다. 최악의 경우, 3C 디지털과 전동 공구는 여전히 삼원 소재의 첫 번째 선택이다.
둘째, 기술은 역동적으로 발전하는 과정이다. 모두들 안전 문제를 해결하기 위해 멈추지 않았다.
결국 동쪽은 밝지 않고 서쪽은 밝지 않아 동풍이 서풍을 압도하는 국면이 아니다. 기업에 있어서, 두 다리는 걷는 것보다 한 다리로 걷는 것이 낫다.
주과
2020 년 6 월 2 일