Mengapa Tesla diubah menjadi 2170? Apa kelebihan baterai lithium ternary

Baterai 18650 adalah legenda Tesla. Kini, dengan produksi massal Model 3, misi bersejarah baterai 18650 akan segera berakhir. Semua model Tesla dapat menggantikan baterai lithium 21700. apa alasan dibalik ini?

1. Komposisi dan klasifikasi?

Baterai litium berarti sistem elektrokimia mengandung baterai litium, yang secara garis besar dapat dibagi menjadi baterai litium dan baterai litium. Karena sifat komersialnya yang tidak mengandung litium logam dan dapat diisi ulang, baterai litium dapat dibagi menjadi bentuk silinder dan persegi, dan terutama terdiri dari empat bagian: bahan elektroda positif, bahan elektroda negatif, bahan elektrolit dan diafragma (artikel ini adalah asli, sebutkan apakah ini direproduksi).

Bahan anoda berbeda dan bahan anoda yang digunakan dalam baterai litium dapat dibagi menjadi beberapa jenis baterai. Misalnya, bahan anoda yang umum digunakan meliputi litium kobalat, litium manganat, nikel, litium besi fosfat, dan bahan terner. Bahan anoda yang umum digunakan antara lain bahan karbon grafit, bahan berbahan dasar timah, bahan silikon dan bahan berbahan dasar titanium. Diantaranya, lithium cobalate merupakan mayoritas bahan anoda untuk baterai lithium.

2. Apa arahan teknis baterai litium?

Disebut juga tri cobalt mangan, artinya tiga bahan yaitu nikel, kobalt dan mangan merupakan bahan positif, grafit merupakan bahan positif baterai, dan garam nikel, garam kobalt, dan garam mangan merupakan bahan bakunya. Proporsi nikel, kobalt dan mangan dapat disesuaikan dengan keadaan sebenarnya. Perusahaan baterai dengan arahan teknis utama, seperti Jepang dan Korea, baterai litium besi fosfat didasarkan pada litium besi fosfat sebagai bahan negatif, dan grafit sebagai bahan negatif, yang merupakan arahan teknis utama BYD; Baterai lithium titanate dapat dibagi menjadi dua jenis. Salah satunya adalah litium titanat sebagai bahan katoda, sedangkan litium manganat dan litium besi fosfat merupakan bahan terner dan bahan katoda baterai litium. Ini adalah arahan utama Zhuhai Silver saat ini. Yang lainnya adalah lithium titanate sebagai katoda, dan baterai lithium logam lithium atau baterai lithium katoda paduan lithium (ini adalah produk asli, starter mobil kucing, harap tentukan transfernya).

3. Apa kelebihan baterai litium terner?

Keuntungan terbesar dari baterai litium terner terletak pada kepadatan penyimpanan energinya yang tinggi, biasanya di atas 200WH/kg, dan terkait dengan litium besi fosfat 90-120Wh/kg, yang lebih sesuai untuk permintaan pasar mobil penumpang jarak tempuh. . Suhu penguraian bahan baterai litium terner sekitar 200 ℃, yang akan melepaskan molekul oksigen. Dalam kasus suhu tinggi dan pembakaran cepat, baterai elektrolit serta bahaya pembakaran dan ledakan spontan, persyaratan manajemen untuk baterai sangat tinggi. (OVP) harus terdiri dari proteksi overcharge, proteksi pelepasan (UVP), proteksi suhu berlebih (OTP) dan proteksi arus berlebih (OCP). Oleh karena itu, baterai litium terner digunakan oleh kendaraan listrik murni di pasar Tiongkok hingga 76%. Namun jumlah bus listrik hanya 27,6%, sedangkan litium besi fosfat 64,9%.

4. Mengapa Tesla beralih ke 2170?

Baterai bernomor 18650 dan 2170 yang digunakan Tesla adalah baterai lithium kopolimer ternary. 18650 adalah baterai silinder dengan diameter 18mm dan panjang 65mm, dan 2170 adalah baterai silinder dengan diameter 21mm dan panjang 70mm. Karena tidak mungkin meningkatkan kepadatan energi dan mengurangi biaya baterai melalui pengendalian proses dan bahan baku, baterai 2170 dengan volume lebih besar menjadi pilihan yang tak terelakkan. Model dan ModelX diharapkan diganti setelah penggunaan pertama Model3.

Musk mengklaim bahwa baterai pada tahun 2170 adalah baterai dengan kepadatan energi tertinggi dan termurah di dunia, dengan kepadatan energi hingga 300 WH/kg, setara dengan 233 WH/kg pada tahun 18650. Kepadatan energi telah meningkat hampir 20 %, namun biaya sistem baterainya adalah 155 dolar/WH, yang setara dengan 171/18650 WH, yang merupakan pengurangan terbatas. Meskipun jalan yang harus ditempuh masih panjang sebelum Musk mencapai target $100 per watt hour, hal ini masih merupakan sebuah langkah maju. Langkah selanjutnya adalah berinovasi pada bahan baterai baru untuk mengurangi biaya. Baterai litium ternary adalah sejenis baterai litium yang tersusun dari terpolimer litium nikel kobalt mangan oksida (Li (NiCoMn) O2). Produk prekursor bahan katoda komposit terner menggunakan garam nikel, garam kobalt, dan garam mangan sebagai bahan bakunya, dan proporsi nikel, kobalt, dan mangan dapat disesuaikan dengan keadaan sebenarnya.

Keamanan adalah prioritas utama

Ciri-ciri baterai lithium ternary adalah kepadatan energi yang tinggi dan tegangan yang tinggi, sehingga baterai dengan berat yang sama memiliki kapasitas yang lebih besar, dan mobil dapat melaju lebih jauh dan cepat. Namun kelemahannya terletak pada stabilitasnya yang buruk. Jika terjadi korsleting internal atau zat positif terkena air, maka akan terjadi nyala api terbuka. Oleh karena itu, lapisan cangkang baja umumnya digunakan untuk perlindungan. Paket baterai Tesla terdiri dari sekitar 7000 18650 baterai. Meskipun Tesla memberikan perlindungan menyeluruh pada unit baterai, masih terdapat bahaya kebakaran dalam kecelakaan tabrakan ekstrem.

Sebab, kedua bahan ini akan terurai ketika mencapai suhu tertentu. Litium terner sekitar 200 ℃ lebih rendah dan litium besi fosfat sekitar 800 ℃ lebih rendah. Reaksi kimia bahan litium terner lebih intens, yang akan melepaskan molekul oksigen, dan elektrolit akan terbakar dengan cepat pada suhu tinggi, sehingga menyebabkan reaksi berantai. Singkatnya, litium terner lebih mudah terbakar dibandingkan litium besi fosfat. Perlu dicatat bahwa kita berbicara tentang bahan, bukan baterai siap pakai.

Baterai lithium besi fosfat jauh lebih stabil. Sekalipun panelnya rusak, korsleting tidak akan meledak dan terbakar, dan baterai tidak akan terbakar pada suhu tinggi 350 ℃ (tiga baterai litium tidak dapat dibawa pada suhu 180-250 ℃). Oleh karena itu, dalam hal kinerja keselamatan, baterai lithium besi fosfat lebih baik.

Karena bahan litium terner memiliki potensi bahaya keselamatan, produsen juga berupaya mencegah kecelakaan. Menurut karakteristik pirolisis bahan litium terner, produsen akan sangat mementingkan proteksi overcharge (OVP), proteksi pelepasan berlebih (UVP), proteksi suhu berlebih (OTP), dan proteksi arus berlebih (OCP). Tesla yakin akan keselamatannya karena memiliki sistem manajemen baterai yang dapat mengelola baterai litiumnya yang lebih aktif dengan lebih baik. Tentu saja, seiring dengan semakin banyaknya perusahaan baterai, perusahaan mobil, dan perusahaan manajemen baterai profesional yang terus berkembang di bidang ini, semakin banyak perusahaan yang dapat mencapai manajemen baterai yang sangat baik, yang akan sangat meningkatkan keselamatan.