Технологија ЕВ батерија: ЛФП, НМЦ и НиМХ ограничења за возила нове енергије

Зашто технологија батерија обликује одрживост електричних возила

Свако електрифицирано возило, било батеријски{0}}електрични модел, утични-хибрид или дизајн са проширеним опсегом{2}}, носи исто централно питање: колико енергије може да се складишти по килограму и по јединици трошкова, и колико безбедно и колико дуго та енергија може да се кружи. Батерија стога није једина препрека која стоји на путу развоја возила, већ скуп инжењерских{4}}заступница које се мењају са хемијом, форматом ћелије, архитектуром паковања и термичким дизајном. Разумевање тих-уступака је оно што омогућава програму возила да одабере праву хемију за прави циклус рада уместо да једну технологију третира као универзално исправну.

Упоређене хемије батерија

Горе наведене вредности су нормални распони за комерцијално произведене ћелије и крећу се како се формулације електрода, оптерећења премаза и формати ћелија развијају; увек их треба потврдити у табели са подацима добављача ћелија за одређени програм, а не претпоставити.

Права ограничења: цена, безбедност, животни век и температура

Цена:цена паковања је опала за отприлике ред величине током последњих петнаест година и наставља да опада, али ћелија и даље представља највећу јединицу трошкова у батеријском{0}}електричном возилу. ЛФП уклања кобалт и значајно смањује садржај никла, што побољшава и стабилност трошкова и сигурност снабдевања по цени ниже густине енергије.

безбедност:доминантна опасност је ширење топлоте. Кинески ГБ 38031 безбедносни захтев за вучне батерије захтева период упозорења од пет-минут пре пожара или експлозије након окидача топлотног ширења, а УН 38.3 регулише тестирање транспорта. Тестирање злоупотребе на нивоу ћелије- прати ИЕЦ 62660, док УЛ 2580 покрива електричне перформансе -на нивоу пакета и злоупотребе.

Животни век циклуса:календарско и циклусно старење убрзава се при високом стању напуњености, на повишеној температури и при поновљеном брзом пуњењу, при чему литијумска обрада на графитној аноди постаје ограничавајући механизам. ЛФП толерише злоупотребу и потпуно пуњење боље него -хемије са високим садржајем никла.

ниска температура:расположиви капацитет, прихватање пуњења и расположива снага падају на -температурама испод нуле, тако да хладни-климатски пакети захтевају грејаче или само- дизајне ћелија за грејање, а пуњење мора бити тренутно-ограничено док се паковање не загреје.

Крај живота:хидрометалуршка рециклажа опоравља никл, кобалт, бакар и литијум, а ешалонска употреба пензионисаних вучних пакета у стационарном складишту је стандардизована у Кини под ГБ/Т 34015 серијом.

Материјали и компоненте око ћелије

Пакет је склоп материјала колико и електрохемијски систем. Активни материјал катоде одређује густину енергије и цену; анода је претежно графитна, са силицијумским мешавинама које повећавају капацитет; сепаратор је микропорозни полиолефински филм; а електролит је литијум хексафлуорофосфатна со у карбонатним растварачима. Колектори струје су алуминијумска фолија на страни катоде и бакарна фолија на страни аноде, због одговарајућих електрохемијских потенцијала. Око ћелија, пакет користи екструзије и лимове од легуре алуминијума за кућишта и хладне плоче, бакарне и алуминијумске сабирнице, инжењерску пластику за рамове и изолацију, и, где су смањење масе и перформансе судара на првом месту, титанијум и челичне компоненте високе-чврсте чврстоће за причвршћиваче и заштитне конструкцијске конзоле.

Разматрање дизајна и производње

Интеграција:Склоп од ћелија-за-модул-за-паковање се све више замењује концептима од ћелије-до-паковања и ћелије-до-тела који уклањају сувишну структуру и повећавају употребљиву запремину.

Управљање топлотом:течне хладне плоче су подразумеване за вучне пакете; равност плоче, дизајн канала и компатибилност расхладне течности одређују и век трајања и сигурносну границу.

Придруживање:ласерско заваривање сабирница и ултразвучно или отпорно заваривање језичака ћелија захтевају чврсте прозоре процеса, јер отпор спојева директно утиче на стварање топлоте и неравнотежу.

Заптивање и механички интегритет:Заптивање на нивоу паковања{0}}уобичајено је ИП67 или ИП68, са перформансама вибрација и пригњечења потврђеним у односу на радни циклус возила.

миса:сваки килограм уклоњен из паковања или тело враћа домет или смањује потребну величину батерије, због чега лагани метали и ефикасно спајање остају централни за дизајн електрифициране платформе.

Уобичајене заблуде

"Батерија је основна препрека."Густина енергије се стално побољшава; обавезујућа ограничења су цена, перформансе по хладном-времену, инфраструктура за пуњење и капацитет рециклаже, а све су то инжењерски и инфраструктурни проблеми, а не физичка ограничења.

„Оловна{0}}киселина је застарела.“Нисконапонске оловне-киселинске или литијумске помоћне батерије остају неопходне у скоро сваком возилу за снабдевање критичних безбедносних{2}}оптерећења независно од вучног пакета.

„Једна хемија ће победити.ЛФП се уклапа у{0}}осетљиве на трошкове и апликације великог{1}}циклуса, док хемије са високим-ником никла одговарају великом домету и хладној клими; очекује се да обоје коегзистирају.

"Материјали батерија су савршено чисти."Емисије и коришћење ресурса су концентрисани на рударство и производњу ћелија, тако да еколошки случај зависи од интензитета угљеника у мрежи, века трајања паковања и ефективног рециклирања.

ФАК

П: Шта највише ограничава домет електричних возила?
Густина енергије ћелије и укупна маса паковања, праћена ефикасношћу возила, помоћним оптерећењем и температуром; употребљиви капацитет је додатно смањен хладним временом и конзервативним дубином-ограничења{1}}испуштања.

П: Да ли је литијум гвожђе фосфат бољи од никл манган кобалта?
ЛФП нуди нижу цену, бољу термичку стабилност и дужи век трајања, док НМЦ и НЦА нуде већу густину енергије и боље перформансе на хладном; прави избор зависи од домета возила и климатских циљева.

П: Да ли се батерије трајно деградирају на хладном времену?
Губитак капацитета на хладном је углавном реверзибилан, али поновљено пуњење испод нуле без загревања узрокује литијумско превлачење, које је трајно и убрзава бледење капацитета.

П: Колико дуго траје вучна батерија?
Добро{0}}управљани пакети обично остају изнад 80 процената оригиналног капацитета осам година или више, а ЛФП дизајни то рутински премашују, због чега гаранција на возила обично износи осам година за пакет.

П: Који се стандарди примењују на вучне батерије?
ГБ 38031 за безбедносне захтеве Кине, УН 38.3 за транспорт, ИЕЦ 62660 за перформансе и поузданост ћелије, УЛ 2580 за електричну безбедност на нивоу паковања и серија ГБ/Т 34015 за ешалонску употребу и рециклажу.

П: Да ли се батерије могу рециклирати?
Да. Никл, кобалт, бакар и литијум се добијају пиро- и хидрометалуршким путевима, а пензионисана паковања се све више користе у стационарном складишту пре коначног рециклирања.