Bateri Li-ion untuk EV dan Apa yang hendak Meningkatkan?
| Jerry Huang
Terdapat dua jenis utama bateri litium: Bateri Li-ion dan bateri logam litium. Setakat ini bateri Li-ion yang digunakan untuk EV ialah bateri LFP (LiFePO4), NCM (LiNiMnCoO2), NCA, LCO (LiCoO2), LNO (LiNiO2), LMO (LiMn2O4, Li2MnO3) dan LTO.
Bateri logam litium pertama kali dicipta oleh MS Whittingham pada tahun 1970, manakala jenis bateri logam litium yang lapuk ini biasanya tidak boleh dicas semula. Walaupun bateri logam Lithium boleh dicas semula baru, dicipta oleh SolidEnergy Systems yang mempunyai kelebihan keseluruhan berat ringan, ketumpatan tenaga berganda bagi bateri li-ion semasa, hayat yang panjang, kos yang berpatutan dan lebih selamat daripada sebelumnya, telah datang kepada aplikasi berskala besar. Mudah-mudahan ini akan menjadi generasi terkini dan akan datang bagi bateri litium.
Petikan Wikipedia: Bateri litium-ion atau bateri Li-ion (LIB) ialah sejenis bateri boleh dicas semula. Bateri litium-ion biasanya digunakan untuk elektronik mudah alih dan kenderaan elektrik dan semakin popular untuk aplikasi ketenteraan dan aeroangkasa. Bateri Li-ion prototaip telah dibangunkan oleh Akira Yoshino pada tahun 1985, berdasarkan penyelidikan awal oleh John Goodenough, Stanley Whittingham, Rachid Yazami dan Koichi Mizushima semasa 1970-an–1980-an, dan kemudian bateri Li-ion komersial telah dibangunkan oleh Sony dan Pasukan Asahi Kasei diketuai oleh Yoshio Nishi pada tahun 1991.
Kimia, prestasi, kos dan ciri keselamatan berbeza mengikut jenis LIB. Elektronik pegang tangan kebanyakannya menggunakan bateri polimer litium (dengan gel polimer sebagai elektrolit) dengan litium kobalt oksida (LiCoO2) sebagai bahan katod, yang menawarkan ketumpatan tenaga yang tinggi, tetapi menimbulkan risiko keselamatan, terutamanya apabila rosak. Litium besi fosfat (LiFePO4), bateri litium ion mangan oksida (LiMn2O4, Li2MnO3, atau LMO), dan litium nikel mangan kobalt oksida (LiNiMnCoO2 atau NMC) menawarkan ketumpatan tenaga yang lebih rendah tetapi hayatnya lebih lama dan kurang kemungkinan kebakaran atau letupan. Bateri sedemikian digunakan secara meluas untuk alat elektrik, peralatan perubatan, dan peranan lain. NMC dan derivatifnya digunakan secara meluas dalam kenderaan elektrik.
Bidang penyelidikan untuk bateri litium-ion termasuk memanjangkan hayat, meningkatkan ketumpatan tenaga, meningkatkan keselamatan, mengurangkan kos dan meningkatkan kelajuan pengecasan, antara lain. Penyelidikan telah dijalankan dalam bidang elektrolit tidak mudah terbakar sebagai laluan kepada peningkatan keselamatan berdasarkan kemudahbakaran dan kemeruapan pelarut organik yang digunakan dalam elektrolit biasa. Strategi termasuk bateri litium-ion berair, elektrolit pepejal seramik, elektrolit polimer, cecair ionik dan sistem yang banyak berfluorinasi. (Wikipedia nyah petikan)
Bateri litium utama untuk EV ialah NCA dan NCM, dengan LFP sebagai pilihan kecil dalam pasaran dunia pada 2020. Ketumpatan tenaga sel tunggal LFP biasanya kira-kira 110Wh/kg, sangat sedikit yang boleh menjadikannya 190Wh/kg; manakala secara praktikalnya ketumpatan tenaga bagi bateri sel tunggal NCM boleh menjadi 200Wj/kg dan diharapkan ia boleh menjadi 300Wj/kg tidak lama lagi; tetapi untuk bateri NCA ia boleh menjadi sekitar 300Wh/kg hari ini. Tesla menggunakan kebanyakannya bateri NCA daripada Panasonic dan LG Chem, juga bateri NCM dan LFP daripada CATL dalam rantaian bekalan globalnya hari ini.
Bateri LFP mempunyai kelebihan kos rendah dan sifat keselamatan yang jauh lebih baik daripada bateri NCA/NCM, manakala ketumpatan tenaganya yang agak rendah jelas merupakan satu kelemahan.
Untuk perbandingan bateri NCA dan NCM, penyelidikan dan aplikasi pasaran telah menunjukkan bahawa kos bateri litium NCA lebih rendah dengan kandungan kobalt yang lebih sedikit, hayat kalendar yang jauh lebih baik, lebih kurang degradasi daripada bateri litium NCM, walaupun hayat kitaran NCA adalah kurang daripada NCM. bateri. Sebahagian daripada bateri NCA digunakan dalam simpanan tenaga suria di angkasa lepas dengan jangka hayat selama dua puluh tahun! Kelemahan bateri NCA terletak pada faktor keselamatannya, setakat ini ia tidak selamat seperti NCM dan LFP dalam keadaan suhu tinggi. Bagaimanapun penyelidik percaya bahawa NCA akan menjadi pilihan pertama untuk EV dalam masa terdekat apabila keselamatan dan pengeluarannya bertambah baik.
Nota: Sebagai garam litium asas, litium hidroksida monohidrat, litium karbonat (sering digunakan dalam bahan katod LIB), dan litium klorida boleh ditukar kepada pelbagai sebatian litium, seperti LiPF6, LiFSI, LiTFSI dan LiBF4 untuk elektrolit atau logam litium untuk anod dalam pembuatan bateri litium. Dapatkan garam litium Poworks di sini .