Batería de cuchillas y método CTP para impulsar el fosfato de hierro

Mwandishi:Iflowpower- Leverandør av bærbar kraftstasjon

1, la batería de iones de fosfato de hierro y litio tiene ventajas de costo y seguridad 1.1LFP con su bajo precio y fuerte seguridad en numerosos materiales de electrodos positivos, el material del electrodo positivo en la batería de iones de litio representa más del 40% del costo total de la batería y, en las condiciones técnicas actuales, la densidad de energía de la batería general es importante para el material positivo, por lo que el material del electrodo positivo es el desarrollo central de una batería de iones de litio. Los materiales de aplicación actualmente maduros incluyen organza de litio y cobalto, ácido de litio, níquel-cobalto-manganeso, fosfato de litio y hierro y ácido de manganeso.

litio. (1) Cobaltato de litio: hay una estructura en capas y una estructura de espinela, generalmente una estructura en capas, con una capacidad teórica de 270 mAh / g, y la estructura en capas de litio es importante para teléfonos móviles, modelos, modelos de vehículos, humo electrónico, productos digitales de desgaste inteligente. En la década de 1990, Sony utilizó por primera vez cobaltato de litio para la producción de la primera batería comercial de iones de litio.

Los productos de cobalto-cobalto-ácido de cobalto de mi país están básicamente monopolizados por fabricantes extranjeros como Japón, Rice Chemical, Qingmei Chemistry, Bélgica 5.000. Cuando se lanzó la promoción en 2003, en 2005 se lanzó la primera promoción de cobaltato doméstico, y en 2009, logró exportar a Corea del Sur y Japón. En 2010, se convirtió en la primera empresa de China en ingresar al mercado de capitales para su negocio principal.

En 2012, la Universidad de Pekín, Tianjin Bamo lanzó por primera vez el producto de cobaltato de alto voltaje de 4,35 V de primera generación. En 2017, Hunan Shanno, Xiamen Tungsten Industry lanzó 4.

Batería de litio sembrada de alto voltaje de 45 V. La densidad de energía y la densidad de compactación del cobaltato de litio básicamente han llegado al límite, y la capacidad específica se compara con la capacidad teórica, pero debido al límite general del sistema químico actual, especialmente el electrolito en el sistema de alto voltaje. Es fácil de descomponer, por lo que está aún más limitado por un método para elevar el aumento del voltaje de corte de carga, y la densidad de energía aumentará el espacio una vez que se rompa la tecnología del electrolito.

(2) Niquelato de litio: generalmente tiene protección ambiental verde, bajo costo (el costo es solo 2/3 del cobaltato de litio), buena seguridad (la temperatura de trabajo segura puede alcanzar 170 ° C), larga vida útil (se extiende al 45%) Las ventajas. En 2006, Shenzhen Tianjiao, Ningbo Jin y tomaron la iniciativa en el lanzamiento de los materiales de tres vías del sistema 333, 442, 523. De 2007 a 2008, el precio del cobalto metálico aumentó significativamente, lo que llevó a la difusión del cobaltato de litio y del material de níquel-cobalto-mandanato de litio, promoviendo la aplicación del mercado comercial de litio en mi país y sirviendo al primero.

Periodo de ruptura. En 2007, Guizhou Zhenhua lanzó un sistema monocristal tipo 523 de material de niquelato de litio. En 2012, Xiamen Tungsten Export Market en Japón.

En 2015, la política de subsidios del gobierno orientó el material clásico de níquel-litio y marcó el comienzo del segundo período de brote. En la actualidad, el ácido monocitonido de litio-cobalto-manganeso es importante para mejorar la densidad energética del producto, lo que mejora la densidad energética del producto, pero esto para los materiales de soporte relacionados con el electrolito y la capacidad del fabricante de baterías de iones de litio para presentar requisitos más altos. (3) Manganato de litio: existe una estructura de espinela y una estructura en capas, generalmente se utiliza la estructura de espinela más utilizada.

La capacidad teórica es de 148 mAh/g, la capacidad real está entre 100 ~ 120 mAh/g, con una buena capacidad, estructura estable, excelente rendimiento a baja temperatura, etc. Sin embargo, su estructura cristalina se distorsiona fácilmente, lo que provoca una atenuación de la capacidad y un ciclo de vida corto. Las aplicaciones importantes son aquellas con altos requisitos de seguridad y altos requisitos de costo, pero también mercados con requisitos de densidad energética y de ciclo.

Como pequeños equipos de comunicación, tesoros de carga, herramientas eléctricas y bicicletas eléctricas, escenas especiales (como minas de carbón). En 2003 se inició la industrialización del manganato nacional. Yunnan Huilong y Lego Guoli primero capturaron el mercado de gama baja, Jining ilimitado, Qingdao transporte seco y otros fabricantes se sumaron gradualmente, capacidad, circulación, poderoso desarrollo diversificado de productos para satisfacer diferentes aplicaciones del mercado.

En 2008, Legli puso en funcionamiento con éxito baterías de iones de litio y ácido de manganeso en turismos eléctricos. En la actualidad, el mercado de gama baja del ácido de manganeso es importante para ser utilizado en baterías de comunicaciones, baterías de computadoras portátiles y baterías de cámaras digitales. El mercado de alta gama está representado por el mercado de automóviles, y los requisitos de rendimiento de la batería son mayores en comparación con el desarrollo continuo de la tecnología de materiales de tres yuanes, y su participación de mercado en el vehículo está disminuyendo constantemente.

(4) Fosfato de litio y litio: generalmente tiene una estructura de esqueleto de olivino estable, la capacidad de descarga puede alcanzar más del 95% de la capacidad de descarga teórica, el desempeño de seguridad es excelente, la sobrecarga es muy buena, el ciclo de vida es largo y el precio es bajo. Sin embargo, su restricción de densidad energética es difícil de resolver y los usuarios de coches eléctricos han mejorado continuamente la duración de la batería. En 1997, se informó por primera vez que el fosfato de hierro y litio tipo olivino era un material positivo.

La norteamericana A123, de Phostech, Valence había alcanzado antes la producción en masa, pero como el mercado internacional de automóviles de nueva energía no es el esperado, se declaró en quiebra o se suspendió su producción. Likai Electricity de Taiwán, Datong Sale, etc. En 2001, mi país inició el desarrollo material de fosfato de hierro y litio.

En la actualidad, la investigación y el desarrollo industrial de materiales positivos de fosfato de mi país se encuentran a la vanguardia mundial. 1.2 Mecanismo de trabajo de la batería de iones de fosfato de hierro y litio Material estructural de tipo olivino, disposición apilada densa hexagonal, en la red de material positivo de fosfato de hierro y litio, P domina la posición del cuerpo de ocho caras, la posición vacía del octaedro por el relleno de Li y FE, el octafabric cristalino y los tetraedomas forman una arquitectura espacial integral, formando una estructura plana de dientes de sierra en contactos cercanos de cada punto.

El electrodo positivo de la batería de iones de fosfato está compuesto de LiFePO4 de estructura de olivino, y el electrodo negativo está compuesto de grafito, y el intermedio es un diafragma de poliolefina PP/PE/PP para aislar el electrodo positivo y negativo, evitando electrones y permitiendo iones de litio. Durante la carga y descarga, el ion de la batería de iones de fosfato de hierro y litio es ion, los electrones se pierden de la siguiente manera: carga: LIFEPO4-XE-XLI + → XFEPO4 + (1-x) LifePO4 descarga: FePO4 + XLI + XE → XLifePO4 + (1-x) FePO4 Al cargar, el ion de litio se retira del electrodo positivo al electrodo negativo, y el electrón se mueve desde el circuito externo del electrodo positivo al electrodo negativo para garantizar el equilibrio de carga del electrodo positivo y negativo, y el ion de litio se retira del electrodo negativo, y el electrodo positivo está incrustado por el electrolito. Esta microestructura permite que la batería de iones de fosfato de litio tenga una buena plataforma de voltaje y una vida útil más larga: durante la carga y descarga de la batería, su electrodo positivo se encuentra entre el LiFePO4 y el cristal de seis partes FEPO4 de la pendiente.

Transición, dado que FEPO4 y LifePO4 coexisten en forma de fusión sólida por debajo de 200 ° C, no hay un punto de inflexión de dos fases significativo durante la carga y la descarga y, por lo tanto, la plataforma de voltaje de carga y descarga de la batería de iones de hierro y litio es larga; Además, en el proceso de carga Una vez completado, el volumen del electrodo positivo FEPO4 solo se reduce en un 6,81%, mientras que el electrodo negativo de carbono se expande ligeramente durante el proceso de carga y el uso de cambios de volumen, lo que respalda la estructura interna y, por lo tanto, la batería de iones de hierro y litio exhibe en el proceso de carga y descarga. Buena estabilidad de ciclo, mayor vida útil del ciclo.

La capacidad teórica del material positivo de fosfato de hierro y litio es de 170 mA por gramo. La capacidad real es de 140 mA por gramo. La densidad de vibración es 0.

9 ~ 1,5 por centímetro cúbico y el voltaje es 3,4 V.

El material positivo de fosfato de hierro y litio refleja buena estabilidad térmica, confiabilidad segura, protección ambiental con bajas emisiones de carbono, es el material positivo preferido de los módulos de baterías grandes. Sin embargo, la densidad de pila del material del electrodo positivo de fosfato de hierro y litio es baja y la densidad de energía volumétrica no es alta, lo que limita el rango de aplicación. Para las limitaciones de aplicación de los materiales de electrodos positivos de fosfato de hierro y litio, el personal pertinente puede mejorar la conductividad de dichos materiales mediante un método de dopaje de cationes metálicos de alto precio en el que se dopan cationes metálicos de alto precio.

Después de un período de desarrollo, el fosfato de hierro y litio se ha desarrollado gradualmente y se usa ampliamente en muchos campos, como los sectores de vehículos eléctricos, los campos de bicicletas eléctricas, los equipos de energía móvil, los campos de energía de almacenamiento de energía, etc. El material positivo de fosfato de hierro y litio se usa ampliamente en el campo de los vehículos eléctricos, especialmente el pasajero eléctrico, especialmente el pasajero eléctrico, especialmente el pasajero eléctrico, especialmente el pasajero eléctrico, en particular la ventaja única, en particular los bajos recursos del ciclo de vida, rico en recursos, precios bajos. Sin embargo, la falta de estructura cristalina de olivino del material del electrodo positivo de fosfato de hierro y litio, como la baja conductividad eléctrica, el pequeño coeficiente de difusión de iones de litio, etc.

, lo que provoca una baja densidad de energía, poca resistencia a la temperatura y rendimiento con errores, etc. estará limitado en el área de aplicación. Mejorar sus desventajas Clases de superficies importantes modificadas, modificación de dopaje de fase vital, etc.

En los últimos años, el mercado de baterías de iones de litio de mi país ha experimentado un crecimiento explosivo y la tecnología de las baterías es su principal competitividad. En la actualidad, las baterías de iones de litio son importantes, incluidas las baterías de iones de fosfato de hierro y litio, las baterías de iones de ácido de litio y manganeso y las baterías de iones tridimensionales. La Tabla 2 compara el rendimiento de varios tipos de baterías de iones de litio, donde DOD es la profundidad de descarga.

La batería de iones de fosfato de hierro y litio respalda la industria de materiales de baterías de iones de litio de la mitad de la montaña Wanjiang de mi país, que tiene ventajas considerables en varias baterías: la batería de iones de fosfato de hierro y litio es relativamente larga, tiene baja generación de calor, buena estabilidad térmica y las baterías de iones de fosfato de hierro y litio también tienen buena seguridad ambiental. La batería de iones de fosfato de litio se aplica a los automóviles de pasajeros eléctricos con un precio más bajo y un rendimiento estable, y la participación de mercado presenta una situación ascendente. El material tiene las ventajas de buena seguridad, larga vida útil, bajo costo, etc.

, es el material principal del electrodo positivo. A través del revestimiento de carbono superficial y nanoquímico, se logra el rendimiento de una mayor descarga de potencia y la muestra recubierta de carbono se lleva a cabo bien sin discreción, y mi país ha logrado la producción a mayor escala del mundo. 2, Ningde Times y BYD lideraron el método CTP, reduciendo aún más el costo del presidente de BYD, Wang Chuanfu, al participar en el automóvil eléctrico, BYD ha desarrollado una nueva generación de batería de iones de fosfato "batería de cuchillas", se espera que esta batería produzca este año "Blade Battery" ha aumentado en un 50% más que la batería de hierro tradicional, con alta seguridad, larga vida útil, con alta seguridad, larga vida útil, puede alcanzar millones de kilómetros, la densidad de energía puede alcanzar 180Wh / kg, en comparación con el anterior El aumento es de aproximadamente el 9%, que no es débilmente débil que la batería de iones de litio ternaria de NCM811, y puede resolver el problema con la baja densidad de energía de la batería de iones de fosfato de hierro y litio.

Esta batería estará equipada en el nuevo modelo BYD "Han", cuya salida al mercado está prevista para junio de este año. ¿Qué es una batería de cuchilla? De hecho, es un método de batería de larga duración (importante carcasa de aluminio con forma de dedo). Mejore aún más la eficiencia del ensamblaje del paquete de baterías aumentando la longitud de la batería (la longitud máxima es equivalente al ancho del paquete de baterías).

No se trata de una batería de tamaño específico, sino que se pueden formar una serie de lotes de diferentes tamaños en función de diferentes necesidades. Según la descripción de la patente de BYD, la "batería de cuchilla" es el nombre de la batería de iones de fosfato de nueva generación de BYD. BYD desarrollará durante muchos años una "batería de iones de superfosfato".

La batería de cuchillas es en realidad la longitud de BYD mayor o igual a 600 mm menor o igual a 2500 mm, que está dispuesta en la matriz de "cuchillas" insertadas en el paquete de baterías. El enfoque de actualización de la "batería blade" es un paquete de baterías (es decir, tecnología CTP), que es un paquete de baterías (es decir, tecnología CTP), que está integrado directamente a los paquetes de baterías (es decir, tecnología CTP). El paquete de baterías de cuchillas se optimiza optimizando la estructura del paquete de baterías, lo que aumenta la eficiencia después del paquete de baterías, pero no tiene mucho impacto en la densidad de energía del monómero.

Al definir la disposición en el paquete de baterías y el tamaño de la celda, se puede organizar el paquete de baterías en el paquete de baterías. La batería de monómero ubicada directamente en la carcasa del paquete de baterías está optimizada por el marco del módulo. Por un lado, es fácil disipar el calor a través de la carcasa del paquete de baterías u otros componentes de disipación de calor, por otro lado, puede organizar más pedidos en un espacio efectivo.

La batería del cuerpo puede aumentar en gran medida la utilización del volumen y se simplifica el proceso de producción del paquete de baterías, se reduce la complejidad del ensamblaje de la celda unitaria, se reduce el costo de producción, de modo que se reducen el paquete de baterías y el peso de todo el paquete de baterías, y se realiza el paquete de baterías. Ligero. A medida que aumenta gradualmente la demanda del usuario sobre la vida útil de la batería del vehículo eléctrico, en el caso de espacio limitado, el paquete de baterías de cuchillas se puede mejorar, por un lado, la tasa de utilización espacial del paquete de baterías de iones de litio, la nueva densidad de energía y otros aspectos pueden garantizar que la batería de monómero tenga un área de disipación de calor lo suficientemente grande, que se pueda conducir al exterior para que coincida con densidades de energía más altas.

Según la descripción de técnicos profesionales, debido a ciertos factores, como los componentes periféricos que ocuparán el espacio interno de la batería, incluido el espacio antiataque inferior, el sistema de enfriamiento líquido, los materiales de aislamiento, la protección de aislamiento, los accesorios de seguridad térmica, el paso de aire en fila, el módulo de distribución de energía de alto voltaje, etc., el valor máximo de utilización espacial suele ser de aproximadamente el 80%, y la utilización promedio del espacio en el mercado es de alrededor del 50%, o incluso tan bajo como el 40%. Como se muestra en la figura a continuación, al optimizar el módulo, se reduce la utilización espacial del componente del componente (el volumen del volumen de la celda y el fondo de pantalla del paquete de baterías) se mejora de manera efectiva, la utilización del espacio del Ejemplo Comparativo 1 es del 55%, y la ejecución La tasa de utilización espacial del Ejemplo 1-3 fue del 57% / 60% / 62%, respectivamente; la tasa de utilización espacial del Ejemplo Comparativo 2 fue del 53%, y la tasa de utilización espacial del Ejemplo 4-5 fue del 59% / 61%, respectivamente.

Hay distintos grados de optimización, pero todavía queda cierta distancia hasta el pico de utilización del espacio. El rendimiento de disipación de calor en el módulo de batería, BYD, se controla mediante el ajuste de la placa térmica (Fig. inferior izquierda). 218) y la placa de intercambio de calor para garantizar la disipación de calor de la celda unitaria y garantizar que la diferencia de temperatura entre la pluralidad de baterías de monómero no sea demasiado grande.

La placa conductora térmica puede estar hecha de un material que tenga una buena conductividad térmica, como por ejemplo cobre o aluminio. La placa de intercambio de calor (Fig. inferior derecha). 219) está provisto de un refrigerante, y el enfriamiento de la batería de monómero se logra mediante el refrigerante, de modo que la batería de monómero puede estar a una temperatura de funcionamiento adecuada.

Dado que la placa de transferencia de calor está provista de una placa conductora térmica con una batería de monómero, al enfriar la batería de monómero mediante el refrigerante, la diferencia de temperatura entre las placas de intercambio de calor puede equilibrarse mediante la placa conductora térmica, bloqueando así una pluralidad de baterías de monómero. Control de diferencia de temperatura dentro de 1°C. Ejemplo comparativo 4 y la batería de monómero del Ejemplo 7-11, carga rápida a 2 C, medición durante la carga rápida, aumento de temperatura de la batería de monómero.

Esto se puede ver en los datos de la tabla. En la batería de monómero patentada, en la carga rápida de las mismas condiciones, el aumento de temperatura tiene diferentes grados de reducción, con un efecto de disipación de calor superior, cuando el módulo de celda se carga en un paquete de baterías, el aumento de temperatura del paquete de baterías tiene una disminución en los paquetes de baterías. También existe la misma utilidad que la “batería blade” y la tecnología CTP.

La tecnología CTP (CELLTOPACK) consiste en conseguir un grupo de baterías integrado directamente y sin necesidad de batería. En 2019, Ningde Times tomó la iniciativa en el uso de nuevos paquetes de baterías sin tecnología CTP. Se indica que la tasa de utilización del volumen de los paquetes de baterías CTP aumentó entre un 15% y un 20% y el número de piezas se redujo en un 40%.

La eficiencia de producción aumenta en un 50%. Después de invertir en la aplicación, se reducirá en gran medida el costo de fabricación de la batería de iones de litio. BYD planea que para 2020, su densidad de energía de monómero de fosfato alcance 180Wh/kg o más, y la densidad de energía del sistema también aumente a 160Wh/kg o más.

La tecnología CTP de Ningde Times se suministra con un paquete de baterías, que cumple con el paquete de baterías. Ligero, mejora la intensidad de conexión del paquete de baterías en todo el vehículo. Su ventaja es importante por tener dos puntos: 1) Los paquetes de baterías CTP se pueden utilizar en diferentes modelos porque no hay restricciones de módulo estándar.

2) reduce las estructuras internas, los paquetes de baterías CTP pueden aumentar la utilización del volumen, la densidad de energía del sistema también es indirecta, su efecto de disipación de calor es mayor que el del paquete de baterías de módulo pequeño actual. En la tecnología CTP, Ningde Times presta atención a la conveniencia del desmontaje del módulo de batería, BYD está más preocupado por cómo las baterías monoméricas tienen mayor carga y utilización del espacio. 3. La batería de la cuchilla y el método CTP pueden reducir el 15%.

Seleccionamos la batería de iones de litio de alta tecnología de Guoxuan como nuestro objeto de investigación. Los costos de las baterías tendrán una referencia alta para las baterías LFP. Según el "17 de septiembre de 2019" relacionado con la carta del Comité de Revisión de Costos de Distribución Pública Nacional de Alta Tecnología ", Guoxuan High-tech 2016-2017 La batería de iones de fosfato de litio monolítica es de 2.

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

00 yuanes / WH, el margen de beneficio bruto correspondiente es 48,7%, 39,8%, 28.

8% y 30,4%, respectivamente. Por lo tanto, de acuerdo con los dos conjuntos de datos anteriores, podemos calcular el costo de fabricación de la batería LFP.

En 2016, fue de 1,058 yuanes/WH, y en el primer semestre de 2019, fue menos de 0,7 yuanes/WH.

Es importante porque el costo de la materia prima se redujo de 0,871 yuanes/Wh en 2016 a 0,574 yuanes/Wh en el primer semestre de 2019, una caída absoluta del 0%.

3 yuanes por WH, en relación al 34%. En términos de clasificación, en el costo total de fabricación, el costo de las materias primas se ha mantenido estable desde 2016, mientras que los costos de energía, los costos laborales y los costos de fabricación representan alrededor del 6%. Hemos continuado dividiendo el costo de las materias primas, y hemos descubierto que la proporción del positivo y el diafragma en las materias primas es grande, aproximadamente el 10%, electrodo negativo, electrolito, lámina de cobre, cubierta de carcasa de aluminio, costo de BMS, BMS.

Aproximadamente entre el 7% y el 8%, la caja de la batería y el grupo metilo representan cada uno alrededor del 5%, el paquete restante y otros costos, representan alrededor del 30% del costo. Se puede ver que el costo de la materia prima se puede dividir en tres bloques principales en la batería LFP, uno de los cuales son cuatro materias primas principales (electrodo positivo, negativo, diafragma, electrolito), el costo total representa aproximadamente el 35%, el paquete ocupa el 30% , Superávit 35% para otras materias primas y componentes. De acuerdo con la información anterior, damos las siguientes suposiciones de medición de costos: 1) El volumen de la batería de la cuchilla es aproximadamente un 50% mayor que la densidad de energía.

Cuando la cantidad de carga es constante, el volumen disminuye en más de un tercio aproximadamente, de modo que se activa la cubierta de la carcasa de aluminio. 2) El costo del paquete, asumiendo una disminución del 33% 3) La energía, el artificial, el costo de fabricación y el BMS disminuyen debido a la optimización del proceso y la reducción de piezas, asumiendo una reducción del 20% 4) suponga además que las materias primas (incluido el electrodo positivo, el electrodo negativo, el diafragma, el electrolito, la lámina de cobre, el metilo, la caja de la batería) caen un 20%, el costo total de fabricación de LFP puede caer de 0,696 yuanes / WH a 24.

3% a 0,527 yuanes / WH. 4) Considerando además que el margen de beneficio bruto de la empresa se puede utilizar para obtener los precios de venta reales, como se muestra en la Figura 35, la batería de cuchillas y el método CTP solo tomarán la delantera en los vehículos comerciales, aunque BYD anunció que el método de batería de cuchillas se utilizará comercialmente en Han. Sin embargo, los vehículos comerciales seguirán siendo una forma de uso.

Creemos que BYD se utiliza comercialmente en nuestros propios automóviles de pasajeros, lo que supone romper con la lógica industrial general: las nuevas tecnologías a menudo avanzan en los vehículos comerciales y los automóviles de pasajeros serán más cautelosos. BYD utiliza baterías de cuchillas en sus propios automóviles, lo que sin duda contribuye a la velocidad de promoción del automóvil de pasajeros. De hecho, la batería de cuchillas y el método CTP son iguales, y es para reducir aún más los costos, mientras que la batería de monómero es grande y se prefiere el fosfato de hierro y litio.

A partir de 2019, muchas plantas de máquinas de primera línea han utilizado el método CTP para realizar pruebas, por lo que se espera que esta tecnología se utilice en 2020. De acuerdo con las suposiciones anteriores, calculamos 10 metros o más, el costo de la batería se reduce en un 30% y el costo de la batería se reduce de 225.000 a 158.000. Cuando no hay subsidio, el margen de beneficio bruto se puede mantener.

Esperamos que la batería de tamite de fosfato de 2020 se mejore aún más en los vehículos comerciales. Desde la perspectiva de la inversión, el fosfito upstream se coloca, y la rentabilidad del vehículo de negocio downstream mejora marginalmente. Dado que la producción de fosfato de hierro y litio ha pasado por una reorganización que ha durado tres años, la concentración de la industria es alta.

En la cadena industrial, si llegas a 10 proveedores, ya es muy alta la concentración y solo hay 3-4 proveedores de terceros de envío estables. Por eso creemos que la carga de plomo es beneficiosa. Sugiere: nano alemán, alta tecnología Guoxuan, BYD y Yutong Bus.

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