Li-Ionen-Batterien für EV und was zu verbessern?

| Jerry Huang

Es gibt zwei Hauptarten von Lithium-Batterien: Li-Ionen-Akku und Lithium-Metall-Batterie. Bisher sind die Li-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge verwendet werden, sind LFP (LiFePO4), NCM (LiNiMnCoO2), NCA, LCO (LiCoO2), LNO (LiNiO 2), LMO (LiMn2O4, Li2MnO3) und LTO-Batterien.

Lithium-Metall-Batterie wurde zuerst von MS Whittingham 1970 erfunden, während diese veralteten Art von Lithium-Metall-Batterie ist in der Regel nicht wieder aufgeladen werden. Während eine neue wiederaufladbare Lithium-Metall-Batterie, erfunden von SolidEnergy Systemen, die allgemeinen Vorteile von geringem Gewicht, doppelter Energiedichte der aktuellen Lithium-Ionen-Batterie, langen Lebensdauer, kostengünstig und sicherer als je zuvor, ist zu einer großen Maßstab Anwendung. Hoffentlich wird dies die letzte und nächste herrschende Generation von Lithium-Batterie sein.

Wikipedia zitieren: Lithium-Ionen-Batterie oder Lithium-Ionen-Batterie (LIB) eine Art von Akku ist. Lithium-Ionen-Batterien für tragbare elektronische Geräte und Elektrofahrzeuge und werden immer beliebter für Militär- und Luftfahrtanwendungen verwendet. Ein Prototyp Li-Ionen-Akku von Akira Yoshino im Jahr 1985, basierend auf früheren Forschungen von John Goodenough, Stanley Whittingham, Rachid Yazami und Koichi Mizushima in den 1970er-1980er Jahren, und dann eine kommerzielle Li-Ionen-Batterie wurde entwickelt von Sony entwickelt wurde und Asahi Kasei Team von Yoshio Nishi 1991 führte.

Chemie, Leistung, Kosten und Sicherheitseigenschaften variieren von LIB-Typen. Handheld-Elektronik meist Lithium-Polymer-Batterien (mit einem Polymergel als Elektrolyt) mit Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2) als Kathodenmaterial, das bietet hohe Energiedichte, sondern präsentieren Sicherheitsrisiken verwendet werden, insbesondere wenn sie beschädigt ist. Lithiumeisenphosphat (LiFePO4), Lithium-Ionen-Manganoxid-Batterie (LiMn2O4, Li2MnO3 oder LMO) und Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (LiNiMnCoO2 oder NMC) bieten geringere Energiedichte, aber eine längere Lebensdauer und geringere Wahrscheinlichkeit eines Brandes oder einer Explosion. Solche Batterien sind für elektrische Werkzeuge, medizinische Geräte und andere Rollen weit verbreitet. NMC und seine Derivate werden in Elektrofahrzeugen eingesetzt.

Forschungsbereiche für Lithium-Ionen-Batterien umfassen Verlängerung Lebensdauer, die Steigerung der Energiedichte, die Sicherheit zu verbessern, Kosten zu reduzieren und Ladegeschwindigkeit zu erhöhen, unter anderem. Die Forschung hat im Bereich der nicht entflammbare Elektrolyte als Weg zur Erhöhung der Sicherheit auf der Entflammbarkeit und Flüchtigkeit der organischen Lösungsmittel im typischen verwendeten Elektrolyten basieren im Gange. Strategien umfassen wässrige Lithium-Ionen-Batterien, keramische Festelektrolyten, Polymerelektrolyte, ionische Flüssigkeiten und stark fluoriert Systeme. (Wikipedia unquote)

Die Haupt-Lithium-Batterien für EV sind NCA und NCM, mit LFP als Neben Option in Markt der Welt im Jahr 2020. Die Energiedichte einer LFP einzelnen Zelle in der Regel etwa 110Wh / kg ist, nur sehr wenige können es machen 190Wh / kg; während praktisch kann die Energiedichte eines NCM einzelnen Zellen-Akku 200Wh / kg sein und hoffentlich kann es 300Wh / kg bald; aber für NCA Batterie kann es 300Wh / kg heute um. Tesla gilt meist NCA Batterien von Panasonic und LG Chem, auch NCM und LFP-Batterien aus CATL in seiner globalen heute Lieferkette.

LFP-Batterie hat einen Vorteil von niedrig Kosten und viel besserer Sicherheitseigenschaften als NCA / NCM Batterie, während die vergleichsweise geringe Energiedichte deutlich ein Nachteil ist.

Zum Vergleich von NCA und NCM Batterie, Marktforschung und Anwendung haben gezeigt, dass NCA Lithium-Batterie ist kostengünstiger mit weniger Kobaltgehalt, viel besser Kalender Leben, viel weniger Abbau als NCM Lithium-Batterie, obwohl NCA Zyklus Leben weniger ist als die von NCM Batterie. Einige der NCA-Batterie wird in der Solarenergiespeicher im Weltraum mit einer Lebensdauer so lange wie 20 Jahre gebraucht! Der Nachteil von NCA Batterie ruht auf seinem Sicherheitsfaktor, so weit ist es nicht so sicher wie NCM und LFP in Hochtemperaturbedingungen. Doch Forscher glauben, dass NCA wird die erste Wahl für EV in naher Zukunft wird als seine Sicherheit und Produktion verbessern.

Anmerkung: Als basische Lithiumsalze, Lithiumhydroxidmonohydrat, Lithiumcarbonat, Lithiumdihydrogenphosphat, Lithiumchlorid, Lithiumacetat und Lithiumfluorid kann in verschiedene Lithiumverbindungen für Elektrolyte in Lithium-Ionen-Batterieherstellung umgewandelt werden. Finden Poworks Lithiumsalze hier .

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