Batteries Li-ion pour EV et ce qu'il faut améliorer?

| Jerry Huang

Il existe deux principaux types de batteries au lithium: batterie Li-ion et batterie lithium métal. Jusqu'à présent, les batteries Li-ion pour les véhicules électriques sont utilisés LFP (LiFePO4), NCM (LiNiMnCoO2), NCA, LCO (LiCoO2), LNO (LiNiO2), LMO (LiMn2O4, Li2MnO3) et des batteries LTO.

batterie au lithium métallique a été inventé par MS Whittingham en 1970, alors que ce type de batterie obsolète lithium métal est généralement pas rechargeable. Alors qu'une nouvelle batterie rechargeable lithium métal, inventé par Solid Energy Systems qui ont des avantages globaux de poids léger, double densité d'énergie de la batterie actuelle li-ion, longue durée de vie, un coût raisonnable et plus sûre que jamais, est venu à une grande application à grande échelle. Espérons que ce sera la dernière et la prochaine génération dominante de la batterie au lithium.

Wikipedia cite: batterie au lithium-ion ou batterie Li-ion (LIB) est un type de batterie rechargeable. Les batteries au lithium-ion sont couramment utilisés pour les appareils électroniques portables et les véhicules électriques et sont de plus en plus en popularité pour les applications militaires et aérospatiales. Un prototype batterie Li-ion a été développé par Akira Yoshino en 1985, basée sur des recherches antérieures par John Goodenough, Stanley Whittingham, Rachid Yazami et Koichi Mizushima au cours des années 1970 et 1980, puis une batterie commerciale Li-ion a été développé par Sony et équipe Asahi Kasei dirigée par Yoshio Nishi en 1991.

Chimie, caractéristiques de performance, de coût et de sécurité varient selon les types LIB. l'électronique de poche utilisent principalement des batteries lithium-polymère (avec un gel de polymère comme électrolyte) avec de l'oxyde de lithium-cobalt (LiCoO2) en tant que matériau de cathode, qui offre une haute densité d'énergie, mais présente des risques de sécurité, en particulier si elles sont endommagées. phosphate de lithium-fer (LiFePO4), batterie oxyde de lithium ion manganèse (LiMn2O4, Li2MnO3 ou LMO), et d'oxyde de nickel cobalt manganèse et de lithium (LiNiMnCoO2 ou NMC) offrent une densité d'énergie plus faible, mais une vie plus longue et moins de risque d'incendie ou d'explosion. Ces batteries sont largement utilisés pour les outils électriques, les équipements médicaux et d'autres rôles. NMC et ses dérivés sont largement utilisés dans les véhicules électriques.

Domaines de recherche pour les batteries au lithium-ion comprennent extension durée de vie, l'augmentation de la densité d'énergie, amélioration de la sécurité, en réduisant les coûts et en augmentant la vitesse de charge, entre autres. La recherche est en cours dans le domaine des électrolytes non inflammables en tant que voie pour une sécurité accrue en fonction de l'inflammabilité et de la volatilité des solvants organiques utilisés dans l'électrolyte typique. Les stratégies comprennent des batteries au lithium-ion aqueux, des électrolytes solides de céramique, des électrolytes polymères, les liquides ioniques, et des systèmes fortement fluorés. (Wikipedia unquote)

Les principales batteries au lithium pour EV sont PANE et NCM, avec LFP comme option mineur sur le marché mondial en 2020. La densité énergétique d'une cellule unique LFP est habituellement d'environ 110Wh / kg, très peu peuvent le rendre 190Wh / kg; tandis que pratiquement la densité d'énergie d'une batterie seule cellule NCM peut être 200Wh / kg et nous espérons qu'il pourrait être 300Wh / kg bientôt; mais pour la batterie PANE il peut être autour de 300Wh / kg aujourd'hui. Tesla applique la plupart des batteries de Panasonic et CNEDD LG Chem, également des batteries NCM et de LFP CATL dans sa chaîne d'approvisionnement mondiale aujourd'hui.

batterie LFP a un avantage de faible coût et beaucoup de meilleures propriétés de sécurité que la batterie NCA / NCM, alors que son est clairement un désavantage relativement faible densité d'énergie.

À titre de comparaison des NCA et la batterie NCM, la recherche et l'application de marché ont montré que la batterie au lithium NCA est plus faible dans le coût moins la teneur en cobalt, beaucoup mieux la vie civile, beaucoup moins de dégradation que la batterie NCM au lithium, bien que la durée de vie de NCA est inférieure à celle de NCM batterie. Une partie de la batterie est utilisée dans PANE stockage d'énergie solaire dans l'espace avec une durée de vie aussi longtemps que vingt ans! L'inconvénient des restes de la batterie sur son CNEDD facteur de sécurité, jusqu'à présent, il n'est pas aussi sûr que NCM et LFP dans des circonstances de température élevée. Cependant les chercheurs croient que PANE deviendra le premier choix pour EV dans un proche avenir, sa sécurité et améliorer la production.

Remarque: Comme sels basiques de lithium, l'hydroxyde de lithium monohydraté, le carbonate de lithium, le lithium dihydrogène phosphate, le chlorure de lithium, l'acétate de lithium et le fluorure de lithium peut être convertie en divers composés de lithium pour électrolytes dans la fabrication de la batterie lithium-ion. Trouvez les sels de lithium Poworks ici .

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