Bladbatteri og CTP-metode til at drive jernfosfat

Tác giả ：Iflowpower – Добављач преносних електрана

1, lithium-jernphosphat-ion-batteriet har omkostnings- og sikkerhedsfordel 1.1LFP med sin lave pris og stærke sikkerhed i adskillige positive elektrodematerialer, det positive elektrodemateriale i lithium-ion-batteriet tegner sig for mere end 40% af hele batteriomkostningerne, og under nuværende tekniske forhold er energitætheden af ​​det samlede batteri vigtig for det positive elektrodemateriale, så det positive elektrodemateriale er et tændt batteri. Materialet til den aktuelt modne applikation omfatter lithium cobalt organte, lithium nikkel-cobalt-mangansyre, lithium jernphosphat og mangansyre.

lithium. (1) Lithiumcobaltat: der er en lagdelt struktur og en spinelstruktur, generelt en lagdelt struktur, med en teoretisk kapacitet på 270 mAh/g, og lithiumlagstruktur er vigtig for mobiltelefon, model, køretøjsmodel, elektronisk røg, Smart wear digitale produkter. I 1990&39;erne brugte Sony først lithium cobaltate produktion af det første kommercielle lithium-ion batteri.

mit lands cobalt-cobalt-cobalt-syre produkter er dybest set monopoliseret af udenlandske producenter såsom Japan, Rice Chemical, Qingmei Chemistry, Belgien 5.000. Da promoveringen i 2003, promoveringen af ​​det første indenlandske koboltat i 2003 blev lanceret i 2005, og i 2009 opnåede det eksport af Sydkorea og Japan. I 2010 blev det den første virksomhed i Kina, der loggede ind på kapitalmarkedet for hovedforretningen.

I 2012 lancerede Peking University først, Tianjin Bamo den første generation af 4,35V højspændings koboltatprodukt. I 2017 lancerede Hunan Shanno, Xiamen Tungsten Industry 4.

45V højspændingssået lithium. Energitætheden og komprimeringstætheden af ​​lithiumcobaltat har stort set indtil grænsen, og den specifikke kapacitet sammenlignes med den teoretiske kapacitet, men på grund af den nuværende samlede kemiske systemgrænse, især elektrolytten i højspændingssystemet. Det er let at nedbryde, så det begrænses yderligere ved at løfte en metode til at løfte opladningsafskæringsspændingsstigningen, og energitætheden vil øge pladsen, når elektrolytteknologien er brudt.

(2) Lithiumnikkellat: har generelt grøn miljøbeskyttelse, lav pris (omkostningerne er kun 2/3 af lithiumcobaltat), god sikkerhed (sikker arbejdstemperatur kan nå 170 ° C), lang levetid (forlænger 45 %) Fordelene. I 2006, Shenzhen Tianjiao, Ningbo Jin og tog føringen i lanceringen af ​​tre-vejs materialer af 333, 442, 523 systemet. Fra 2007 til 2008 er prisen på koboltmetalkobolt steget betydeligt, hvilket førte til spredningen af ​​lithiumkoboltat og lithiumnikkel-koboltmandanatmateriale, fremme anvendelsen af ​​lithium-kommercielle marked i mit land, og tjene det første.

Udbrudsperiode. I 2007 lancerede Guizhou Zhenhua et enkelt krystal type 523 system af lithium nikkellate materiale. I 2012 eksporterede Xiamen Tungsten Japan Market.

I 2015 styrer regeringens tilskudspolitik det lithium-nikkel-vandholdige-mklassiske materiale, der indvarslede den anden udbrudsperiode. I øjeblikket er lithiummonocytonid-cobalt-mangansyren vigtig for at forbedre produktets energitæthed, hvilket forbedrer produktets energitæthed, men dette til elektrolytrelaterede støttematerialer og lithium-ion batteriproducenten Evne til at stille højere krav. (3) Lithiummanganat: der er en spinelstruktur og en lagdelt struktur, generelt almindeligt anvendt spinelstruktur.

Den teoretiske kapacitet er 148mAh / g, den faktiske kapacitet er mellem 100 ~ 120mAh / g, med en god kapacitet, stabil struktur, fremragende lavtemperaturydelse osv. Dens krystalstruktur er dog let forvrænget, hvilket forårsager kapacitetsdæmpning, kort levetid. Vigtige applikationer er høje for sikkerhedskrav og høje omkostningskrav, men markeder med krav til energitæthed og cyklus.

Såsom små kommunikationsudstyr, opladningsskatte, elektriske værktøjer og elektriske cykler, specielle scener (såsom kulminer). I 2003 begyndte manganatet at industrialisere sig. Yunnan Huilong og Lego Guoli første beslaglagte low-end markedet, Jining ubegrænset, Qingdao tør transport og andre producenter gradvist tilføjet, kapacitet, cirkulerende, kraftfulde produkt diversificeret udvikling for at opfylde forskellige applikationer marked.

I 2008, satte Legli lithium mangan syre lithium-ion batteri blev med succes anvendt til elektriske personbiler. På nuværende tidspunkt er low-end markedet for mangansyre vigtigt at blive brugt i et kommunikationsbatteri, laptop batteri og digitalkamera batteri, laptop batteri og digitalkamera batteri. Det avancerede marked er repræsenteret af bilmarkedet, og ydeevnekravene til batteriet er mere sammenlignet med den kontinuerlige udvikling af tre-yuan materialeteknologi, og dets markedsandel i køretøjet falder konstant.

(4) Lithiumlithiumphosphat: har generelt en stabil olivinskeletstruktur, udledningskapaciteten kan opnå mere end 95% af den teoretiske udledningskapacitet, sikkerhedsydelsen er fremragende, overladningen er meget god, cykluslevetiden er lang, og prisen er lav. Dens energitæthedsbegrænsning er dog svær at løse, og elbilbrugere har løbende forbedret batterilevetiden. I 1997 blev lithiumjernphosphat af olivintypen første gang rapporteret som et positivt materiale.

Nordamerikas A123, Phostech, Valence har opnået masseproduktion tidligere, men fordi det internationale nye energibilmarked ikke er som forventet, erhverves uheldig konkurs eller afbrydes. Taiwans Likai-elektricitet, Datong-salg osv. I 2001 lancerede mit land materialeudvikling af lithiumjernfosfat.

På nuværende tidspunkt lever mit lands fosfatpositive materialeforskning og industriel udvikling i forkant af verden. 1.2 Lithium jernfosfat ion batteri arbejdsmekanisme olivin-type strukturelt materiale, hexagonal tæt stablet arrangement, i gitteret af lithium jern phosphat positivt materiale, P dominerer positionen af ​​den otte-sidede krop, den tomrum position af oktaederet ved Li og FE fyldning, krystal- og te-integratorisk form, krystallinsk og te-integral form. danner en plan savtandstruktur i tæt kontakt med hvert punkt.

Den positive elektrode fra phosphat-ionbatteriet er sammensat af LiFePO4 af olivinstrukturen, og den negative elektrode er sammensat af grafit, og mellemproduktet er en polyolefin PP / PE / PP-membran til isolering af den positive og negative elektrode, forhindrer elektroner og tillader lithiumioner. Under opladning og afladning er lithium-jernphosphat-ion-batteriets ion ion, elektronerne går tabt som følger: opladning: LIFEPO4-XE-XLI + → XFEPO4 + (1-x) LifePO4-udladning: FePO4 + XLI + XE → XLifePO4 + (1-x) Når den lysende ion er fjernet fra den positive til den negative FePO4. elektrode, og elektronen flyttes fra det eksterne kredsløb fra den positive elektrode til den negative elektrode for at sikre ladningsbalancen af ​​den positive og negative elektrode, og lithiumionen fjernes fra den negative elektrode, og den positive elektrode indlejres af elektrolytten. Denne mikrostruktur muliggør lithiumphosphat-ion-batteriet med en god spændingsplatform og en længere levetid: under opladning og afladning af batteriet er dets positive elektrode mellem LiFePO4 og sekspartskrystal FEPO4 på skråningen.

Overgang, da FEPO4 og LifePO4 eksisterer side om side i form af fast smeltning under 200 ° C, er der ikke noget væsentligt tofaset vendepunkt under opladning og afladning, og derfor er lade- og afladningsspændingsplatformen for lithiumjernionbatteriet lang; desuden i opladningsprocessen Efter afslutning reduceres volumen af ​​den positive elektrode FEPO4 kun med 6,81%, mens den negative kulstofelektrode udvides lidt under opladningsprocessen, og brugen af ​​volumen ændres, hvilket understøtter den interne struktur, og derfor udviser lithiumjernionbatteriet i opladning og afladningsprocessen. God cyklusstabilitet, længere cykluslevetid.

Den teoretiske kapacitet af lithiumjernphosphatpositivt materiale er 170mA pr. gram. Den faktiske kapacitet er 140mA per gram. Vibrationstætheden er 0.

9 ~ 1,5 per kubikcentimeter, og spændingen er 3,4V.

Lithiumjernfosfat-positivt materiale afspejler god termisk stabilitet, sikker pålidelighed, miljøbeskyttelse med lavt kulstofindhold, er det foretrukne positive materiale af store batterimoduler. Pilestance-tætheden af ​​lithiumjernphosphat-positivt elektrodemateriale er imidlertid lav, og volumenenergitætheden er ikke høj, begrænset anvendelsesområde. For anvendelsesbegrænsningerne for lithiumjernphosphat-positive elektrodematerialer kan det relevante personale forbedre ledningsevnen af ​​sådanne materialer ved en metode til doping af dyre metalkationer, hvori dyre metalkationer er dopet.

Efter en udviklingsperiode udvikles lithiumjernfosfat gradvist, og det er meget udbredt på mange områder, såsom elektriske køretøjssektorer, elektriske cykelfelter, mobilt strømudstyr, energilagringskraftfelter osv. Lithiumjernfosfat-positivt materiale er meget udbredt inden for elektriske køretøjer, især den elektriske passager, især den elektriske passager, især den elektriske passager, især den elektriske passager, især den unikke fordelagtige, især de lave ressourcer i cykluslivet, rig på ressourcer, lave priser. Imidlertid er manglen på olivinkrystalstruktur af lithiumjernphosphat positivt elektrodemateriale, såsom lav elektrisk ledningsevne, lille lithiumiondiffusionskoefficient osv.

, hvilket forårsager lav energitæthed, dårlig temperaturmodstand og fejlydelse osv. vil være begrænset i anvendelsesområdet. Forbedre dens ulemper Vigtige overfladeklasser modificeret, vital fase dopingmodifikation osv.

I de seneste år har mit lands drevne lithium-ion-batterimarked oplevet eksplosiv stigning, batteriteknologi er dens kernekonkurrenceevne. På nuværende tidspunkt er power lithium-ion-batterier vigtige, herunder lithium-jernphosphat-ion-batterier, lithium-mangansyre-ion-batterier og tredimensionelle ion-batterier. Tabel 2 sammenligner ydeevnen af ​​forskellige typer lithium-ion-batterier, hvor DOD er ​​en dybdedybdedybde (Discharge).

Lithium-jernphosphat-ion-batteri understøtter mit lands lithium-ion-batterimaterialeindustri halv-Wanjiang Mountain, som har betydelige fordele i forskellige batterier: lithium-jernphosphat-ion-batteriet er relativt langt, lav varmeudvikling, god termisk stabilitet, og lithium-jernphosphat-ion-batterier har også god miljøsikkerhed. Lithium phosphat ion batteri anvendes til elektriske personbiler med en lavere pris og stabil ydeevne, og markedsandelen præsenterer en opadgående situation. Materialet har fordelene ved god sikkerhed, lang levetid, lave omkostninger osv.

, er det vigtigste positive elektrodemateriale. Gennem nanokemisk og overfladekulstofbeklædning opnås ydeevnen af ​​større strømudladning, og den kulstofbelagte prøve udføres godt uden skøn, og mit land har opnået verdens største skalaproduktion. 2, Ningde Times og BYD førte CTP-metoden, reducerede yderligere omkostningerne ved BYD-formand Wang Chuanfu, når han deltog i elbilen, har BYD udviklet en ny generation af fosfat-ion-batteri "blade batteri", dette batteri forventes at producere i år "Blade Battery" er steget med 50% højere end det traditionelle jern-batteri, lang levetid, lang levetid, lang levetid, million levetid af kilometer kan energitætheden nå 180Wh/kg, sammenlignet med tidligere. Stigningen er cirka 9%, hvilket ikke er svagt svagt end det ternære lithium-ion-batteri af NCM811, og kan løse problemet med lav energitæthed af lithium-jernphosphat-ion-batteri.

Dette batteri vil blive udstyret i BYD "Han" i New Car, som forventes at blive opført i juni i år. Hvad er et bladbatteri? Faktisk er det en lang batterimetode (vigtig fingerformet aluminiumsskal). Forbedre effektiviteten af ​​batteripakkens samling yderligere ved at øge batteriets længde (den maksimale længde svarer til batteripakkens bredde).

Det er ikke et batteri af en bestemt størrelse, men en serie af batches af forskellige størrelser kan dannes ud fra forskellige behov. Ifølge beskrivelsen af ​​BYD-patentet er "bladbatteriet" et navn på BYDs nye generation af fosfat-ion-batterier. Det er BYD at udvikle mange års "superfosfat-ion-batteri".

Bladbatteriet er faktisk længden af ​​BYD større end eller lig med 600 mm mindre end eller lig med 2500 mm, som er arrangeret i rækken af ​​"blade", der er indsat i batteripakken. Opgraderingsfokuset for "bladbatteri" er en batteripakke (dvs. CTP-teknologi), som er en batteripakke (dvs. CTP-teknologi), som er direkte integreret i batteripakker (dvs. CTP-teknologi). Blade-batteripakken er optimeret ved at optimere batteripakkens struktur, og derved øge effektiviteten efter batteripakken, men har ikke meget indflydelse på monomerens energitæthed.

Ved at definere arrangementet i batteripakken og størrelsen af ​​cellen, kan batteripakken arrangeres i batteripakken. Monomerbatteriet direkte i batteripakkens hus er optimeret af modulrammerne. På den ene side er det nemt at sprede varme gennem batteripakkens hus eller andre varmeafledningskomponenter, på den anden side kan arrangere flere ordrer i effektiv plads.

Kropsbatteri, kan i høj grad øge volumenudnyttelsen, og produktionsprocessen for batteripakken forenkles, enhedscellens kompleksitet sænkes, produktionsomkostningerne sænkes, så batteripakken og vægten af ​​hele batteripakken reduceres, og batteripakken realiseres. Letvægts. Efterhånden som brugerens efterspørgsel efter batterilevetiden for det elektriske køretøj gradvist øges, i tilfælde af begrænset plads, kan bladbatteripakken forbedres, på den ene side den rumlige udnyttelsesgrad af power lithium-ion batteripakken, ny energitæthed og andre Aspekter kan sikre, at monomerbatteriet har et stort nok varmeafledningsområde, som kan matches med højere densiteter udenfor.

Ifølge beskrivelsen af ​​professionelle teknikere vil på grund af visse faktorer, såsom perifere komponenter, optage batteriets indre rum, inklusive det nederste anti-angrebsrum, væskekølesystem, isoleringsmaterialer, isoleringsbeskyttelse, varmesikkerhedstilbehør, rækkeluftpassage, højspændingsstrømfordelingsmodul osv., topværdien af ​​rumlig udnyttelse af rummet er normalt ca. eller endda så lavt som 40 %. Som vist i figuren nedenfor, ved at optimere modulet, reduceres den rumlige udnyttelse af komponentens komponent (volumen af ​​cellevolumenet og batteripakkens tapet) effektivt, pladsudnyttelsen af ​​Sammenligningseksempel 1 er 55%, og udførelsen Den rumlige udnyttelsesgrad af Eksempel 1-3 var henholdsvis 57% /26% 57% /26%; den rumlige udnyttelsesgrad i sammenligningseksempel 2 var 53 %, og den rumlige udnyttelsesgrad i eksempel 4-5 var henholdsvis 59 % / 61 %.

Forskellige grader af optimering, men der er stadig en vis afstand fra den rumlige udnyttelsesgrad. Varmeafledningsydelsen i batterimodulet, BYD styres ved at indstille termopladen (nederst til venstre Fig. 218) og varmevekslerpladen for at sikre varmeafledning af enhedscellen og sikre, at temperaturforskellen mellem flerheden af ​​monomerbatterier ikke er for stor.

Den termisk ledende plade kan være fremstillet af et materiale med en god varmeledningsevne, såsom kobber eller aluminium, såsom en termisk ledningsevne. Varmevekslerpladen (nederst til højre Fig. 219) er forsynet med et kølemiddel, og afkølingen af ​​monomerbatteriet opnås af kølevæsken, således at monomerbatteriet kan være i en passende driftstemperatur.

Da varmeoverførselspladen er forsynet med en termisk ledende plade med et monomerbatteri, kan temperaturforskellen mellem varmevekslerpladerne ved afkøling af monomerbatteriet med kølevæsken udlignes af den termisk ledende plade, hvorved en flerhed af monomerbatterier blokeres. Temperaturforskelkontrol inden for 1 °C. Sammenligningseksempel 4 og monomerbatteriet i eksempel 7-11, hurtigopladning ved 2C, måling under hurtigopladning, temperaturstigningen af ​​monomerbatteriet.

Det kan ses af dataene i tabellen. I det patenterede monomerbatteri, ved hurtig opladning af de samme forhold, har temperaturstigningen forskellige grader af reduktion, med overlegen varmeafledningseffekt, vil Når cellemodulet indlæses i en batteripakke, har batteripakkens temperaturstigning et fald i batteripakker. Der er også samme nytte som "bladbatteriet" og CTP-teknologi.

CTP (CELLTOPACK) teknologi er at opnå batterifri gruppe, direkte integreret batteripakke. I 2019 tog Ningde Times føringen med at bruge nye CTP-teknologifri batteripakker. Det er angivet, at volumenudnyttelsesgraden for CTP-batteripakker steg med 15% -20%, og antallet af dele er reduceret med 40%.

Produktionseffektiviteten øges med 50%. Efter at have investeret i applikationen, vil det i høj grad reducere produktionsomkostningerne for det power-lithium-ion-batteri. BYD planlægger at 2020, dens fosfatmonomer energitæthed vil nå 180Wh / kg eller mere, og systemets energitæthed vil også stige til 160Wh / kg eller mere.

CTP-teknologien fra Ningde Times leveres med en batteripakke, som møder batteripakken. Letvægts, forbedre forbindelsesintensiteten af ​​batteripakken i hele køretøjet. Dens fordel er vigtig at have to punkter: 1) CTP-batteripakker kan bruges i forskellige modeller, fordi der ikke er nogen standardmodulbegrænsninger.

2), reducere interne strukturer, CTP-batteripakker kan øge volumenudnyttelsen, systemets energitæthed er også indirekte, dens varmeafledningseffekt er højere end den nuværende lille modulbatteripakke. I CTP-teknologi, Ningde Times er opmærksomme på bekvemmeligheden af ​​batteri modul adskillelse, BYD er mere bekymret over, hvordan monomere batterier mere belastning og rumlig udnyttelse. 3, klingebatteriet og CTP-metoden kan reducere 15%.

Vi vælger lithium-ion-batteriet fra Guoxuans high-tech som vores forskningsobjekt. Batteriomkostninger vil have høj reference til LFP-batterier. Ifølge "17. september 2019" relateret til brevet fra National High-Tech Public Distribution Costle Bundess Review Committee ", Guoxuan High-tech 2016-2017 Det monolitiske lithiumphosphation-ionbatteri er fra 2.

06 yuan / wH, 1,69 yuan / wH, 1,12 % / wH, 1.

00 yuan / WH, tilsvarende bruttoavance er 48,7%, 39,8%, 28.

henholdsvis 8 % og 30,4 %. Derfor kan vi ifølge ovenstående to sæt data beregne produktionsomkostningerne for LFP-batteriet.

I 2016 er det 1,058 yuan/WH, og i første halvdel af 2019 har det været mindre end 0,7 yuan/WH.

Det er vigtigt, fordi prisen på råmateriale er faldet fra 0,871 yuan / WH i 2016 til 0,574 yuan / WH i første halvdel af 2019, absolut et fald på 0.

3 Yuan / WH, i forhold til 34%. Klassificeringsmæssigt har råvareomkostningerne i de samlede produktionsomkostninger været stabile siden 2016, mens energiomkostninger, lønomkostninger og fremstillingsomkostninger udgør omkring 6 %. Vi er fortsat med at opdele råvareomkostningerne, og vi har fundet ud af, at andelen af ​​positiv og membran i råmaterialer er stor, cirka 10%, negativ elektrode, elektrolyt, kobberfolie, aluminiumsskaldæksel, BMS-omkostning, BMS.

Omtrent fra 7% til 8%, batteriboksen og methylgruppen hver tegner sig for omkring 5%, den resterende Pack og andre omkostninger, der tegner sig for omkring 30% af omkostningerne. Det kan ses, at prisen på råmaterialet kan opdeles i tre hovedblokke i LFP-batteriet, hvoraf den ene er fire hovedråmaterialer (positiv, negativ elektrode, membran, elektrolyt), de samlede omkostninger udgør ca. 35 %, Pack fylder 30 %, Overskud 35 % for andre råmaterialer og komponenter. Ifølge ovenstående information giver vi følgende antagelser om omkostningsmåling: 1) Bladets batterivolumen er omkring 50 % højere end energitætheden.

Når ladningsmængden er konstant, falder volumen med mere end cirka en tredjedel, således at aluminiumsskaldækslet drives. Pakkeomkostninger, forudsat 33% fald 2) Energi, kunstige, fremstillingsomkostninger og BMS fald på grund af procesoptimering og reduktion af dele, forudsat 20% reduktion 3) forudsætter endvidere, at råmaterialer (inklusive positiv elektrode, negativ elektrode, membran, batteri, elektrolyt, M ethylfolie, L, 20% omkostningspris, FP, 20%) produktionen kan falde fra 0,696 yuan / WH til 24.

3 % til 0,527 yuan / WH. 4) Yderligere i betragtning af virksomhedens bruttoavance kan bruges til at opnå faktiske salgspriser, som vist i figur 35, vil vingebatteriet og CTP-metoden kun tage føringen i erhvervskøretøjer, selvom BYD annoncerede, vil vingebatterimetoden blive kommercielt brugt i Han. Erhvervskøretøjer vil dog stadig være en måde at bruge.

Vi mener, at BYD bruges kommercielt i vores egen personbil, som skal bryde igennem den generelle industrielle logik: Nye teknologier er ofte fremme på erhvervskøretøjer, og personbiler vil være mere forsigtige. BYD bruger bladbatterier på sin egen bil, hvilket uden tvivl er i farten til at promovere personbilen. Faktisk er bladbatteriet og CTP-metoden de samme, og det er for yderligere at reducere omkostningerne, mens monomerbatteriet er stort, og lithiumjernfosfat foretrækkes.

Baseret på 2019 har der været mange første-line maskinfabrikker til at bruge CTP-metoden for at komme med i testen, så denne teknologi forventes at bruge denne teknologi i 2020. I overensstemmelse med forudsætningerne ovenfor, beregner vi 10 meter eller mere, batteriomkostningen reduceres med 30%, og batteriomkostningen reduceres fra 225.000 til 158.000. Når der ikke er tilskud, kan bruttoavancen fastholdes.

Vi forventer, at 2020-fosfats tamit-batteri vil blive yderligere forbedret i erhvervskøretøjer. Fra investeringsperspektivet placeres upstream-fosfiten, og downstream-forretningskøretøjets rentabilitet marginal forbedring. Da opstrøms for hele lithiumjernfosfat har gennemgået treårig shuffle, er industrikoncentrationen høj.

Hvis man i industrikæden når op på 10 leverandører, er det allerede meget højt i koncentrationen, og der er kun 3-4 leverandører af stabile fragt tredjeparter. Så vi tror på, at leadload gavner. Foreslår: tysk nano, Guoxuan high-tech, BYD og Yutong Bus.

.