Bateria Lifepo4 ou bateria de lítio ternária?
Sep. 29, 2020
Como fonte de energia de um carro, o desempenho da bateria está diretamente relacionado à durabilidade e segurança de todo o veículo. A bateria de lítio (especialmente a bateria lifepo4 e a bateria ternária de lítio) é o tipo de bateria mais comumente usado em veículos elétricos e até mesmo na maioria dos produtos eletrônicos. Ele existe há quase meio século desde 1970. Suas principais vantagens são a alta densidade de energia e o ciclo de vida longo.
No momento, as baterias de íon-lítio são classificadas principalmente de acordo com a diferença dos materiais do eletrodo positivo, porque os materiais do eletrodo negativo têm pouco efeito na densidade de energia da bateria, então agora o desempenho da bateria é melhorado melhorando continuamente os materiais do eletrodo positivo .
Os primeiros seis tipos de materiais de bateria no mercado são titanato de lítio, cobaltato de lítio, manganato de lítio, fosfato de ferro e lítio, níquel cobalto manganês e níquel cobalto alumínio. O titanato de lítio é usado como um material de eletrodo negativo e sua densidade de energia é muito baixa, obviamente não é adequado para uso em um veículo elétrico. O cobaltato de lítio, por outro lado, tem uma densidade de energia relativamente alta, mas sua vida útil e resistência a altas temperaturas são relativamente fracas e é usado principalmente em dispositivos digitais, como telefones celulares. O manganato de lítio é estável e de baixo custo, mas sua densidade de energia também é baixa. Portanto, do ponto de vista da densidade de energia e segurança, as baterias lifepo4 e as baterias ternárias de lítio com melhor desempenho se tornaram a corrente principal das baterias para veículos elétricos, mas essas duas baterias também apresentam diferenças significativas em suas próprias características.
Densidade de energia
Bateria de lítio ternária> bateria lifepo4
O fator mais crítico para avaliar o desempenho da bateria é a densidade de energia. Com o mesmo volume ou peso, quanto maior a densidade de energia, mais energia ela fornece e mais tempo dura a bateria.
A bateria Lifepo4 (LFP) é uma bateria de íon de lítio que usa fosfato de ferro e lítio como um material de eletrodo positivo, e uma bateria de lítio ternária é uma bateria de lítio com um elemento de níquel-cobalto como um material de eletrodo positivo e um sal de manganês ou alumínio para estabilizar o produto químico estrutura. Existem principalmente NCM (níquel cobalto-manganês) e NCA (níquel-cobalto-alumínio).
Sujeita às características químicas, a bateria de fosfato de ferro-lítio tem uma plataforma de baixa voltagem e a bateria de fosfato de ferro-lítio tem uma densidade de energia de cerca de 140 Wh / kg. A bateria ternária de lítio tem alta tensão e a densidade de energia é basicamente 240 Wh / kg. Ou seja, com o mesmo peso de bateria, a densidade de energia do lítio ternário é 1,7 vezes maior do que a do material vital.
Não há dúvida de que a bateria ternária de lítio tem vantagens óbvias em densidade de energia, mas a densidade de energia da bateria ternária de lítio com diferentes fórmulas também será diferente (níquel, cobalto, manganês / alumínio em diferentes proporções).
Desempenho de segurança
Bateria Lifepo4> Bateria de lítio ternária
A estabilidade térmica do lifepo4 é atualmente o melhor em baterias de lítio para veículos. O pico de aquecimento elétrico é superior a 350 ° C. Quando a temperatura da bateria está entre 500-600 ° C, a composição química interna começa a se decompor.
A estabilidade térmica da bateria ternária de lítio é fraca e começa a se decompor por volta de 300 ° C. Portanto, os requisitos para o sistema de gerenciamento de bateria são muito altos, e um dispositivo de proteção contra superaquecimento e um sistema de gerenciamento de bateria são necessários para proteger a segurança da bateria. Portanto, em condições de alta temperatura, a segurança do fosfato de ferro-lítio é relativamente alta.
Desempenho de baixa temperatura
Bateria de lítio ternária> bateria lifepo4
No inverno, o declínio da gama de veículos elétricos tornou-se comum. O desempenho em baixa temperatura das baterias lifepo4 é inferior ao das baterias ternárias de lítio. A bateria lifepo4 tem um limite de temperatura inferior de -20 ° C e um desempenho de descarga ruim em um ambiente de baixa temperatura. O uso da bateria de lítio ternária tem um limite de temperatura baixa de -30 ° C e seu desempenho de descarga em baixa temperatura é bom. Sob as mesmas condições de baixa temperatura da bateria de fosfato de ferro-lítio, a atenuação de quilometragem no inverno é inferior a 15%, o que é significativamente maior do que a bateria de fosfato de ferro-lítio.
Claro, para evitar degradação significativa da quilometragem, a maioria dos veículos agora tem gerenciamento térmico para garantir o desempenho de inverno do veículo elétrico.
Vida cíclica
Bateria Lifepo4> Bateria de lítio ternária
O ciclo completo de carga e descarga da bateria lifepo4 será atenuado para 80% do original após mais de 3.500 ciclos. Ou seja, se a bateria for carregada e descarregada uma vez por dia, a bateria de fosfato de ferro-lítio também apresentará uma atenuação significativa por quase 10 anos.
A bateria ternária de lítio tem uma vida útil mais curta do que a bateria lifepo4. Quando o ciclo completo de carga e descarga for superior a 2.000 vezes, a atenuação começará a ocorrer, que é cerca de 6 anos.
Custo
Bateria de lítio ternária> bateria lifepo4
Falando sobre o custo da bateria, a bateria lifepo4 também tem uma grande vantagem. Não contém metais preciosos (como níquel, cobalto), portanto o custo de produção é menor.
A bateria ternária de lítio usa uma variedade de materiais, como níquel-cobalto-manganês, e a produção de baterias com alto teor de níquel requer um ambiente de processo relativamente rigoroso e o custo atual é relativamente alto. E depois de anos de desenvolvimento, como um material-chave, lítio, cobalto e outros recursos de metal começaram a apertar, especialmente cobalto metálico, seu preço está subindo totalmente
Então, bateria lifepo4 ou bateria de lítio ternária?
Do ponto de vista da densidade de energia da bateria, desempenho em baixa temperatura, segurança, vida útil e custo, a bateria lifepo4 e a bateria ternária de lítio têm suas próprias vantagens, o que é difícil decidir qual ganha. O fato também leva à diferenciação de rota técnica do material catódico da bateria de lítio de potência.
