Cái nào tốt hơn, pin lithium iron phosphate hay pin lithium ternary?

Pin lithium iron phosphate: đề cập đến pin lithium ion sử dụng lithium iron phosphate làm vật liệu điện cực dương. Đặc điểm của nó là không chứa các nguyên tố quý như coban, giá nguyên liệu thô thấp, hàm lượng phốt pho và sắt dồi dào trên trái đất nên sẽ không gặp vấn đề về nguồn cung. Điện áp làm việc của nó ở mức vừa phải (3,2V), dung lượng lớn trên mỗi đơn vị trọng lượng (170mAh/g), công suất xả cao, sạc nhanh và tuổi thọ dài, đồng thời có độ ổn định cao trong môi trường nhiệt độ cao và nhiệt độ cao.

Ưu điểm So với các loại pin lithium coban oxide và lithium mangan oxide phổ biến hơn hiện có trên thị trường, pin lithium iron phosphate có ít nhất năm ưu điểm sau: độ an toàn cao hơn, tuổi thọ dài hơn và không có kim loại nặng và kim loại hiếm (Chi phí nguyên liệu vật liệu thấp), hỗ trợ sạc nhanh và phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng.

Nhược điểm Lithium iron phosphate có một số khiếm khuyết về hiệu suất, chẳng hạn như mật độ vòi và mật độ nén thấp, dẫn đến mật độ năng lượng của pin lithium-ion thấp hơn; chi phí chuẩn bị vật liệu và chi phí sản xuất pin cao hơn, và năng suất pin thấp, nhất quán Giới tính kém; tính nhất quán của sản phẩm kém; vấn đề sở hữu trí tuệ.

Pin lithium polymer bậc ba: Pin lithium sử dụng vật liệu cực âm bậc ba lithium niken coban mangan (Li (NiCoMn) O2) làm vật liệu cực âm. Theo Ouyang Minggao của Đại học Thanh Hoa, các vật liệu "bộ ba" được đề cập trong cuộc khảo sát này đề cập đến "pin năng lượng bộ ba" theo cách nói thông thường rằng điện cực dương là bộ ba và điện cực âm là than chì. Trong các ứng dụng R&D thực tế, có một loại điện cực dương khác là ternary và điện cực âm là lithium titanate. Nó thường được gọi là "lithium titanate". Hiệu suất của nó tương đối an toàn và tuổi thọ của nó tương đối dài. Nó không thuộc về thuật ngữ chung "ternary". vật liệu."

Ưu điểm Pin lithium bậc ba có mật độ năng lượng cao và hiệu suất chu kỳ tốt hơn so với oxit lithium coban bình thường. Hiện tại, với sự cải tiến liên tục của công thức và cấu trúc hoàn hảo, điện áp danh định của pin đã đạt tới 3,7V và dung lượng đã đạt hoặc vượt quá mức của pin oxit lithium coban.

Nhược điểm Pin lithium năng lượng vật liệu ternary chủ yếu bao gồm pin lithium-aluminate niken-coban, pin lithium niken-coban-mangan, v.v. Do cấu trúc nhiệt độ cao không ổn định của niken-coban-nhôm nên độ an toàn ở nhiệt độ cao kém và giá trị pH quá cao, có thể làm cho monome sưng lên. Điều này dẫn đến nguy hiểm, và chi phí hiện tại là tương đối cao.

Pin lithium iron phosphate: trưởng thành nhưng chưa đủ

Vật liệu điện cực lithium iron phosphate hiện là vật liệu catốt an toàn nhất cho pin lithium-ion. Ngoài ra, vòng đời của nó có thể đạt tới hơn 2000 lần và nó có thể được sử dụng để sạc tiêu chuẩn (tốc độ 5 giờ). Nó có thể đạt tới 2000 chu kỳ. Ngoài ra, do ngành công nghiệp trưởng thành và ngưỡng công nghệ giá cả và sự suy giảm của công nghệ mang lại, nhiều nhà sản xuất sẽ áp dụng pin lithium iron phosphate ngoài những cân nhắc khác nhau. Có thể nói rằng sự gia tăng của các phương tiện năng lượng mới có mối quan hệ không thể tách rời với pin lithium iron phosphate.

Tuy nhiên, pin lithium iron phosphate có một khuyết điểm chết người, đó là hiệu suất ở nhiệt độ thấp kém, ngay cả khi chúng được nano hóa và phủ carbon, vấn đề này vẫn chưa được giải quyết. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một viên pin có dung lượng 3500mAh, nếu được vận hành ở -10°C, sau chưa đến 100 chu kỳ sạc-xả, năng lượng sẽ giảm mạnh xuống còn 500mAh, về cơ bản là bị loại bỏ. Đây thực sự không phải là một điều tốt cho lãnh thổ rộng lớn của đất nước chúng ta và các điều kiện quốc gia toàn diện, nơi thực sự có nhiệt độ thấp hơn vào mùa đông.

Ngoài ra, chi phí chuẩn bị nguyên liệu và chi phí sản xuất pin tương đối cao, hiệu suất pin thấp và tính nhất quán kém, đây cũng là một nguyên nhân quan trọng khiến nhiều loại xe điện thuần túy không thể đạt được giá trị danh nghĩa. Do đó, chúng ta có thể thấy rằng nhiều phương tiện năng lượng mới trong nước (dù là điện thuần túy hay điện lai), hoặc một số phương tiện năng lượng mới tương đối rẻ, sẽ chọn pin lithium iron phosphate vì những lý do khác nhau. Có thể nói rằng việc sử dụng pin lithium iron phosphate có vai trò nền tảng không thể xóa nhòa đối với việc sản xuất hàng loạt và thúc đẩy các phương tiện năng lượng mới.

Ngược lại, pin lithium polymer ternary có đặc điểm tốt hơn pin lithium iron phosphate, nhưng tại sao sự phát triển của nó lại bị cản trở?

Pin lithium polymer ternary: một tương lai không ngừng nghỉ

Pin lithium polymer bậc ba dùng để chỉ pin lithium sử dụng lithium niken coban manganat (Li (NiCoMn) O2) làm vật liệu cực âm. Sản phẩm tiền thân của vật liệu catốt hỗn hợp ternary là muối niken, muối coban và muối mangan. Là nguyên liệu thô, tỷ lệ niken, coban và mangan bên trong có thể được điều chỉnh theo nhu cầu thực tế. Pin lithium bậc ba có mật độ năng lượng lớn hơn, nhưng độ an toàn của chúng thường bị nghi ngờ.

Lý do cho điều này là mặc dù hai vật liệu này sẽ bị phân hủy khi chúng đạt đến một nhiệt độ nhất định, nhưng vật liệu lithium bậc ba sẽ bị phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn 200 độ, trong khi vật liệu phốt phát sắt lithium là khoảng 800 độ. Và phản ứng hóa học của vật liệu lithium ternary mạnh hơn, nó sẽ giải phóng các phân tử oxy, chất điện phân sẽ bị đốt cháy nhanh chóng dưới tác động của nhiệt độ cao và phản ứng dây chuyền sẽ xảy ra. Nói một cách đơn giản, vật liệu lithium bậc ba có nhiều khả năng bắt lửa hơn vật liệu phốt phát sắt lithium. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng chúng ta đang nói về vật liệu chứ không phải pin đã trở thành thành phẩm.

Do các mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn của vật liệu lithium bậc ba, các nhà sản xuất cũng đang nỗ lực để ngăn ngừa tai nạn. Theo đặc tính dễ nhiệt phân của vật liệu lithium bậc ba, các nhà sản xuất sẽ thực hiện rất nhiều biện pháp bảo vệ quá tải (OVP), bảo vệ quá dòng (UVP), bảo vệ quá nhiệt (OTP) và bảo vệ quá dòng (OCP). cố gắng. Vì vậy, sự cố tự bốc cháy cần xem xét chức năng của nhà sản xuất ở các mắt xích này có đúng vị trí hay không, chứ không đơn thuần là bỏ thức ăn do sặc.

Vậy cách sử dụng hiện tại của 2 loại pin này như thế nào? Hãy tập trung vào một tập hợp dữ liệu. Vào tháng 11 năm ngoái, công suất lắp đặt của xe buýt điện sử dụng pin lithium iron phosphate chiếm 64,9% và công suất lắp đặt của pin lithium bậc ba chỉ là 27,6%. Ngược lại, trong thị trường ô tô chở khách chạy điện thuần túy, công suất lắp đặt của pin lithium bậc ba vào tháng 11 năm ngoái đã vượt quá 76%.

Các loại pin khác nhau cho phương tiện năng lượng mới: yêu cầu thống nhất

Sau khi nói về pin, Junlee tin rằng trong trường hợp xe năng lượng mới, cần giới thiệu ngắn gọn về vai trò của pin đối với xe. Xét cho cùng, người tiêu dùng mua xe điện thuần túy vẫn là thiểu số, và nhiều người bạn quan tâm đến xe hybrid hơn. Xe hybrid có thể được phân loại nghiêm ngặt thành ba loại: xe hybrid thông thường, xe hybrid cắm điện và xe hybrid tầm xa.

Sự sắp xếp dung lượng pin trong ba chiếc xe trên từ nhỏ đến lớn xảy ra là xe hybrid thông thường <xe plug-in hybrid ≤ xe hybrid mở rộng phạm vi hoạt động. Pin của xe điện hybrid thông thường không thể sạc lại được và pin được sử dụng để khởi động và tăng tốc nhanh; ắc quy của xe điện hybrid cắm điện có dung lượng lớn hơn và có thể sạc lại trên cơ sở ắc quy của xe hybrid thông thường, đồng thời có khả năng tăng tốc và khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn; trong khi động cơ của xe hybrid tầm xa được sử dụng để truyền động cơ để tạo ra điện và nó nghiêng về xe điện thuần túy hơn.

Ba mẫu xe hybrid này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Ở giai đoạn này, lực lượng chính cũng là hybrid thông thường và plug-in hybrid. Chính vì đặc điểm của ba loại xe điện hybrid đều có điểm chung về tuổi thọ pin và môi trường làm việc, nên dù mua xe điện hybrid ở chế độ nào, người tiêu dùng cũng nên chú ý đến các thông số liên quan, chẳng hạn như vật liệu pin và môi trường vận hành. Và điều kiện làm việc tốt nhất. Đồng thời, các nhà sản xuất nên kiểm soát chặt chẽ chất lượng pin và các cài đặt an toàn liên quan trong quá trình thiết kế để đảm bảo sử dụng an toàn và hiệu quả.

Chìa khóa để phát triển các phương tiện năng lượng mới là liệu trải nghiệm của chúng có thể sánh ngang hoặc thậm chí vượt qua các phương tiện động cơ đốt trong truyền thống hay không và liệu chúng có lợi thế hơn trong liên kết mua hàng và hậu mãi hay không. Theo tôi, chìa khóa để phát triển các phương tiện sử dụng năng lượng mới cũng chính là chìa khóa để phát triển loại pin gây tai họa cho các sản phẩm kỹ thuật số di động. Làm thế nào để đảm bảo rằng công nghệ pin có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng trong điều kiện an toàn không chỉ là mục tiêu theo đuổi của các nhân viên trong ngành liên quan đến công nghệ ô tô mà còn của các nhà nghiên cứu khoa học trong toàn bộ lĩnh vực.