Discussão: Por que não fosfato de lítio e ferro?

Os carros elétricos da Tesla são seguros para uso? Por que não usar baterias de fosfato de ferro-lítio? As respostas a seguir vêm de profissionais de bateria de lítio.

Como engenheiro que trabalhava em um instituto de pesquisa, finalmente tive a oportunidade de dizer algumas palavras sobre minha área.

Em primeiro lugar, para corrigir esse conceito, bateria de lítio é a abreviatura do que costumamos chamar de bateria de lítio. O que você chama de ferroeletricidade é, na verdade, um tipo de bateria de lítio. Ele usa fosfato de lítio e ferro como os dados do eletrodo positivo. É uma espécie de bateria de lítio.

Agora vamos começar com uma versão simples de abstração de superfície:

A Tesla usa Panasonic, com NCA como eletrodo positivo, e planeja um sistema completo de gerenciamento de bateria para garantir e melhorar a eficiência e segurança da operação da bateria. Quanto a saber se é definitivamente seguro, isso não pode ser respondido. Se você quiser falar sobre combustão espontânea, também gostaria de dizer que os carros a gasolina também pegam fogo espontaneamente no verão.

Para veículos elétricos puros, com o que estamos mais preocupados? Isso não está longe da ansiedade, porque a densidade de energia que as baterias podem armazenar é muito baixa. Hoje em dia, a densidade de energia das baterias de automóveis é geralmente de 100 a 150 Wh / kg, e a densidade de energia da gasolina é de cerca de 10,000. wh / kg. Portanto, mesmo que você carregue um monte de baterias como uma tartaruga, você não conseguirá lidar com isso. Vamos rir de como os carros elétricos ficam sem energia durante o processo de carregamento diário.

A maior fraqueza da tecnologia de bateria atual é sua baixa densidade de energia, que fica muito aquém da Lei de Moore. Não fale sobre lítio vazio, mesmo que sua densidade de energia não seja alta o suficiente, eles estão longe de serem úteis …

A principal razão para não usar baterias de fosfato de ferro-lítio, eu gostaria de dizer, é a baixa capacidade e baixa energia (o fosfato de ferro-lítio é ligeiramente inferior a 3, voltagem mais baixa, 3.4 V, energia então menor). Em aplicações práticas, as baterias de automóveis são combinadas em série e em paralelo, e um método de conexão em série é necessário para aumentar a tensão. Neste momento, a consistência da tensão e capacidade da célula entre as diferentes baterias torna-se muito importante, e não é prudente dizer que a capacidade está baixa.

A fim de comparar vários pontos de dados positivos, devemos apresentar este gráfico, a saber, cinco critérios funcionais importantes:

Potência, vida, custo, segurança e energia.

Os dados comparativos são dados triplos NMC / NCA / NCA, LCO cobaltato de lítio, LFP fosfato de lítio e ferro e LMO manganato de lítio. NCA e NCM são parentes próximos, portanto, estão agrupados aqui.

Na foto podemos ver:

Estatísticas da aliança

A energia é a menor (infelizmente, baixa capacidade é um problema, baixa voltagem é um problema de 3.4 V, como o espinélio NMC de lítio de 4.7 V). O espaço é limitado, então não coloque curvas de carga e descarga aqui.

A potência não é nada baixa (o teste piloto de fosfato de lítio e ferro 5C pode atingir uma queda de 130mAh / g (PHOSTECH também pode …) O pacote de carbono + multiplicador de nano dados ainda é muito poderoso!

A vida e a segurança da vida são os melhores, o que é importante porque se especula que o polianião PO43-

Além disso, o oxigênio combina melhor com o eletrólito, resultando em menor reatividade. Ao contrário dos dados ternários, é mais fácil exibir bolhas de oxigênio e outros fenômenos. Em termos de vida útil, é geralmente considerado capaz de fazer 4000 ciclos.

O custo é alto, e o custo do fosfato de ferro-lítio é bom. O custo perde apenas para o LMO manganato de lítio (essa coisa, combustão do ar, fonte de manganês é barato) e é o segundo mais competitivo. Material de fosfato de ferro e lítio, fósforo de lítio é relativamente barato, mas alguns custos, fabricação de pó, tratamento térmico e atmosfera preguiçosa, vários requisitos de processo, resultando em custos de dados (cerca de 10 w / t na China) não são tão baixos quanto LMO (6 ~ 7 w / t), mas NMC (13 w / t) ainda é mais barato do que LCO (mais caro).

Motivo: o cobalto é mais caro do que o níquel e o níquel é mais caro do que o ferromanganês. Que material é usado e que custo é usado.

Em seguida, compare e analise os seguintes dados NCM / NCA

A energia é a maior vantagem (os carros elétricos só querem ir mais longe, isso é o mais importante). Além disso, com o desenvolvimento de dados NCM de alto níquel, a densidade de energia dos dados pode ser melhorada ainda mais

Potência não é problema (na verdade, para veículos elétricos puros, a energia é mais importante do que as características de potência, mas para veículos híbridos como o Toyota Prius, as características de potência são mais importantes, mas a premissa é que a potência não é ruim).