EV ve Ne için Li-ion pilleri geliştirmek için?
| Jerry Huang
İki ana tip lityum pil vardır: Li-ion pil ve lityum metal pil. Şimdiye kadar EV'ler için kullanılan Li-ion piller LFP (LiFePO4), NCM (LiNiMnCoO2), NCA, LCO (LiCoO2), LNO (LiNiO2), LMO (LiMn2O4, Li2MnO3) ve LTO pillerdir.
Lityum metal pil ilk olarak 1970 yılında MS Whittingham tarafından icat edildi, ancak bu eski tip lityum metal pil genellikle şarj edilemez. SolidEnergy Systems tarafından icat edilen, hafiflik, mevcut li-ion pilin iki katı enerji yoğunluğu, uzun ömür, makul maliyet ve her zamankinden daha güvenli olan yeni bir şarj edilebilir Lityum metal pil, büyük ölçekli bir uygulamaya geldi. Umarım bu, en son ve bir sonraki geçerli nesil lityum pil olacaktır.
Wikipedia alıntı: Lityum-iyon pil veya Li-iyon pil (LIB), bir tür şarj edilebilir pildir. Lityum iyon piller, taşınabilir elektronikler ve elektrikli araçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır ve askeri ve havacılık uygulamalarında popülaritesi artmaktadır. Akira Yoshino tarafından 1985 yılında, John Goodenough, Stanley Whittingham, Rachid Yazami ve Koichi Mizushima tarafından 1970'ler ve 1980'lerde yapılan daha önceki araştırmalara dayalı olarak bir prototip Li-ion pil geliştirildi ve daha sonra bir Sony tarafından ticari bir Li-ion pil geliştirildi ve 1991 yılında Yoshio Nishi liderliğindeki Asahi Kasei ekibi.
Kimya, performans, maliyet ve güvenlik özellikleri LIB türleri arasında farklılık gösterir. El elektroniği, katot malzemesi olarak lityum kobalt oksitli (LiCoO2) çoğunlukla lityum polimer piller (elektrolit olarak bir polimer jel ile) kullanır, bu piller yüksek enerji yoğunluğu sunar, ancak özellikle hasar gördüğünde güvenlik riskleri sunar. Lityum demir fosfat (LiFePO4), lityum iyon manganez oksit pil (LiMn2O4, Li2MnO3 veya LMO) ve lityum nikel manganez kobalt oksit (LiNiMnCoO2 veya NMC) daha düşük enerji yoğunluğu, ancak daha uzun ömür ve daha az yangın veya patlama olasılığı sunar. Bu tür piller, elektrikli aletler, tıbbi ekipman ve diğer roller için yaygın olarak kullanılmaktadır. NMC ve türevleri elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Lityum iyon piller için araştırma alanları, diğerlerinin yanı sıra, kullanım ömrünün uzatılması, enerji yoğunluğunun artırılması, güvenliğin iyileştirilmesi, maliyetin düşürülmesi ve şarj hızının artırılmasını içerir. Tipik elektrolitte kullanılan organik çözücülerin yanıcılığı ve uçuculuğuna dayalı olarak artan güvenliğe giden bir yol olarak yanıcı olmayan elektrolitler alanında araştırmalar devam etmektedir. Stratejiler arasında sulu lityum iyon piller, seramik katı elektrolitler, polimer elektrolitler, iyonik sıvılar ve yoğun florlu sistemler bulunur. (Vikipedi alıntısı)
EV için ana lityum piller NCA ve NCM'dir ve LFP 2020'de dünya pazarında küçük bir seçenek olarak sunulur. Bir LFP tek hücrenin enerji yoğunluğu genellikle yaklaşık 110Wh/kg'dır, çok azı bunu 190Wh/kg yapabilir; pratikte bir NCM tek hücreli pilin enerji yoğunluğu 200Wh/kg olabilir ve umarım yakında 300Wh/kg olabilir; ancak NCA pil için bugün 300Wh/kg civarında olabilir. Tesla, bugün küresel tedarik zincirinde çoğunlukla Panasonic ve LG Chem'in NCA pillerini ve ayrıca CATL'nin NCM ve LFP pillerini kullanıyor.
LFP pili, NCA/NCM piline göre düşük maliyet ve çok daha iyi güvenlik özellikleri avantajına sahipken, nispeten düşük enerji yoğunluğu açıkça bir dezavantajdır.
NCA ve NCM pilinin karşılaştırılması için, araştırma ve pazar uygulaması, NCA'nın çevrim ömrü NCM'den daha az olmasına rağmen, daha az kobalt içeriği, çok daha iyi takvim ömrü, NCM lityum pilden çok daha az bozulma ile NCA lityum pilin maliyetinin daha düşük olduğunu göstermiştir. pil. NCA pilinin bir kısmı, yirmi yıla kadar bir ömrü olan dış uzayda güneş enerjisi depolamasında kullanılır! NCA pilinin dezavantajı güvenlik faktörüne dayanmaktadır, şimdiye kadar yüksek sıcaklık koşullarında NCM ve LFP kadar güvenli değildir. Ancak araştırmacılar, güvenliği ve üretimi arttıkça NCA'nın yakın gelecekte EV için ilk tercih olacağına inanıyor.
Not: Bazik lityum tuzları olarak, lityum hidroksit monohidrat, lityum karbonat (genellikle LIB katot malzemelerinde kullanılır) ve lityum klorür, elektrolitler için LiPF6, LiFSI, LiTFSI ve LiBF4 veya anotlar için lityum metal gibi çeşitli lityum bileşiklerine dönüştürülebilir. lityum pil üretimi. Poworks lityum tuzlarını burada bulabilirsiniz .