Batería de lámina e método CTP para impulsar fosfato de ferro

著者：Iflowpower – Dodávateľ prenosných elektrární

1, a batería de ión-fosfato de ferro de litio ten unha vantaxe de custo e seguridade 1.1LFP co seu baixo prezo e forte seguridade en numerosos materiais de electrodos positivos, o material do electrodo positivo na batería de ión-litio representa máis do 40% do custo total da batería e, nas condicións técnicas actuais, a densidade de enerxía da batería global é importante para o material positivo, polo que o material de desenvolvemento do núcleo positivo da batería de litio é importante. O material da aplicación actualmente madura inclúe órganos de cobalto de litio, ácido de níquel-cobalto-manganeso de litio, fosfato de ferro de litio e ácido manganeso.

litio. (1) Cobaltato de litio: hai unha estrutura en capas e unha estrutura de espinela, xeralmente unha estrutura en capas, cunha capacidade teórica de 270 mAh / g, e a estrutura en capas de litio é importante para teléfonos móbiles, modelos, modelos de vehículos, fume electrónico, produtos dixitais Smart wear. Na década de 1990, Sony utilizou por primeira vez a produción de cobaltato de litio da primeira batería de ión-litio comercial.

produtos de cobalto-cobalto-cobalto-ácido do meu país son basicamente monopolizados por fabricantes estranxeiros como Xapón, Rice Chemical, Qingmei Chemistry, Bélxica 5.000. Cando a promoción en 2003, a promoción do primeiro cobaltato doméstico en 2003 lanzouse en 2005 e, en 2009, logrou exportar Corea do Sur e Xapón. En 2010, converteuse na primeira empresa de China en iniciar sesión no mercado de capitais para o negocio principal.

En 2012, a Universidade de Pequín en primeiro lugar, Tianjin Bamo lanzou o produto de cobaltato de alta tensión de 4,35 V de primeira xeración. En 2017, Hunan Shanno, Xiamen Tungsten Industry lanzou 4.

Litio sementado de alta tensión de 45 V. A densidade de enerxía e a densidade de compactación do cobaltato de litio teñen basicamente ata o límite, e a capacidade específica compárase coa capacidade teórica, pero debido ao límite actual do sistema químico global, especialmente o electrólito no sistema de alta tensión. É doado de descompoñer, polo que se limita aínda máis levantando un método para aumentar o aumento da tensión de corte de carga e a densidade de enerxía aumentará o espazo unha vez que se rompa a tecnoloxía de electrólitos.

(2) Niquelado de litio: xeralmente ten protección ambiental verde, baixo custo (o custo é de só 2/3 do cobaltato de litio), boa seguridade (a temperatura de traballo segura pode alcanzar os 170 ° C), longa vida útil (ampliar un 45%). As vantaxes. En 2006, Shenzhen Tianjiao, Ningbo Jin e tomou o liderado no lanzamento dos materiais de tres vías do sistema 333, 442, 523. De 2007 a 2008, o prezo do cobalto metal cobalto aumentou significativamente, o que levou á difusión do material de cobaltato de litio e de níquel-cobalto-mandanato de litio, promovendo a aplicación do mercado comercial de litio no meu país e servir o primeiro.

Período de ruptura. En 2007, Guizhou Zhenhua lanzou un sistema monocristal tipo 523 de material de niquelado de litio. En 2012, Xiamen Tungsten Export Japan Market.

En 2015, a política de subvencións gobernamentais guía o material litio-níquel-acuoso-mlasico que iniciou o segundo período de brote. Actualmente, o ácido de monocitónuro de litio-cobalto-manganeso é importante para mellorar a densidade de enerxía do produto, que melloran a densidade de enerxía do produto, pero isto para os materiais de apoio relacionados con electrólitos e fabricante de baterías de iones de litio Capacidade de presentar requisitos máis altos. (3) Manganato de litio: hai unha estrutura de espinela e unha estrutura en capas, xeralmente usada normalmente.

A capacidade teórica é de 148 mAh / g, a capacidade real está entre 100 ~ 120 mAh / g, cunha boa capacidade, estrutura estable, excelente rendemento a baixa temperatura, etc. Non obstante, a súa estrutura cristalina é facilmente distorsionada, causando atenuación da capacidade, ciclo de vida curto. As aplicacións importantes son altas para requisitos de seguridade e requisitos de alto custo, pero os mercados con requisitos de densidade de enerxía e ciclos.

Como pequenos equipos de comunicación, carga de tesouros, ferramentas eléctricas e bicicletas eléctricas, escenas especiais (como minas de carbón). En 2003, comezou a industrializarse o manganato doméstico. Yunnan Huilong e Lego Guoli apoderáronse por primeira vez do mercado de gama baixa, Jining ilimitado, Qingdao transporte seco e outros fabricantes gradualmente engadiu, capacidade, circulando, produto poderoso desenvolvemento diversificado para satisfacer diferentes mercados de aplicacións.

En 2008, o Legli puxo a batería de iones de litio de ácido manganeso de litio aplicouse con éxito aos coches eléctricos de pasaxeiros. Actualmente, o mercado de gama baixa do ácido de manganeso é importante para ser usado nunha batería de comunicación, batería de portátil e batería de cámara dixital, batería de portátil e batería de cámara dixital. O mercado de gama alta está representado polo mercado de automóbiles, e os requisitos de rendemento da batería están máis en comparación co desenvolvemento continuo da tecnoloxía de material de tres yuans, e a súa cota de mercado no vehículo está a diminuír constantemente.

(4) Fosfato de litio e litio: xeralmente ten unha estrutura de esqueleto de olivino estable, a capacidade de descarga pode alcanzar máis do 95% da capacidade de descarga teórica, o rendemento de seguridade é excelente, a sobrecarga é moi boa, a vida útil do ciclo é longa e o prezo é baixo. Non obstante, a súa restrición de densidade de enerxía é difícil de resolver e os usuarios de coches eléctricos melloraron continuamente a duración da batería. En 1997, o fosfato de ferro de litio de tipo olivina informouse por primeira vez como material positivo.

O A123 de América do Norte, Phostech, Valence conseguiu a produción en masa antes, pero debido a que o mercado internacional de automóbiles de novas enerxías non é o esperado, a desafortunada bancarrota é adquirida ou descontinuada. Likai Electricity de Taiwán, venda de Datong, etc. En 2001, o meu país lanzou o desenvolvemento material de fosfato de ferro de litio.

Na actualidade, a investigación de materiais positivos de fosfato e o desenvolvemento industrial do meu país viven na vangarda mundial. 1.2 Mecanismo de traballo da batería de ión fosfato de ferro de litio Material estrutural tipo olivina, disposición hexagonal apilada densa, na rede de material positivo de fosfato de ferro de litio, P domina a posición do corpo de oito caras, a posición baleira do octaedro por recheo de Li E FE, octafabric de cristal e arquitectura tetrahetiar formando un plan espacial integral. estrutura en estreitos contactos de cada punto.

O electrodo positivo da batería de ión fosfato está composto por LiFePO4 da estrutura de olivina, e o electrodo negativo está composto por grafito, e o intermedio é un diafragma de poliolefina PP / PE / PP para illar o electrodo positivo e negativo, evitando electróns e permite ións de litio. Durante a carga e descarga, o ión da batería de ión fosfato de ferro e litio é ión, os electróns pérdense do seguinte xeito: carga: LIFEPO4-XE-XLI + → XFEPO4 + (1-x) Descarga de LifePO4: FePO4 + XLI + XE → XLifePO4 + (1-x) FePO4 Ao cargar, o eléctrodo positivo elimínase e o eléctrodo negativo é eliminado. móvese do circuíto externo do electrodo positivo ao electrodo negativo para garantir o equilibrio de carga do electrodo positivo e negativo, e o ión de litio elimínase do electrodo negativo e o electrodo positivo é incrustado polo electrólito. Esta microestrutura permite que a batería de ión fosfato de litio teña unha boa plataforma de tensión e unha vida útil máis longa: durante a carga e descarga da batería, o seu electrodo positivo sitúase entre o LiFePO4 e o FEPO4 de cristal de seis partes da pendente.

A transición, xa que FEPO4 e LifePO4 coexisten en forma de fusión sólida por debaixo dos 200 ° C, non hai un punto de inflexión bifásico significativo durante a carga e a descarga e, polo tanto, a plataforma de tensión de carga e descarga da batería de ión-ferro de litio é longa; Ademais, no proceso de carga Tras a súa finalización, o volume do electrodo positivo FEPO4 só se reduce nun 6,81%, mentres que o electrodo negativo de carbono se expande lixeiramente durante o proceso de carga e o uso de cambios de volume, apoiando a estrutura interna e, polo tanto, a batería de iones de ferro de litio presenta no proceso de carga e descarga. Boa estabilidade do ciclo, ciclo de vida máis longo.

A capacidade teórica do material positivo de fosfato de ferro de litio é de 170 mA por gramo. A capacidade real é de 140 mA por gramo. A densidade de vibración é 0.

9 ~ 1,5 por centímetro cúbico e a tensión é de 3,4 V.

O material positivo de fosfato de ferro de litio reflicte unha boa estabilidade térmica, fiabilidade segura, protección ambiental con baixo contido de carbono, é o material positivo preferido dos módulos de batería grandes. Non obstante, a densidade de pilas do material do electrodo positivo de fosfato de ferro de litio é baixa e a densidade de enerxía do volume non é alta, o intervalo de aplicación limitado. Para as limitacións de aplicación dos materiais de electrodos positivos de fosfato de ferro de litio, o persoal competente pode mellorar a condutividade destes materiais mediante un método de dopado de catións metálicos de alto prezo no que se dopan catións metálicos de alto prezo.

Despois dun período de desenvolvemento, o fosfato de ferro de litio desenvólvese gradualmente e úsase amplamente en moitos campos, como sectores de vehículos eléctricos, campos de bicicletas eléctricas, equipos de enerxía móbil, campos de enerxía de almacenamento de enerxía, etc. O material positivo de fosfato de ferro de litio é amplamente utilizado no campo dos vehículos eléctricos, especialmente o pasaxeiro eléctrico, especialmente o pasaxeiro eléctrico, especialmente o pasaxeiro eléctrico, especialmente o pasaxeiro eléctrico, en particular o único vantaxoso, en particular os baixos recursos do ciclo de vida, rico en recursos, prezos baixos. Non obstante, a falta de estrutura cristalina de olivina do material do electrodo positivo de fosfato de ferro de litio, como baixa condutividade eléctrica, pequeno coeficiente de difusión de ións de litio, etc.

, o que provoca baixa densidade de enerxía, escasa resistencia á temperatura e rendemento de erros, etc. estará limitado na área de aplicación. Mellorar os seus inconvenientes Modificación de clases de superficie importantes, modificación de dopaxe en fase vital, etc.

Nos últimos anos, o mercado de baterías de iones de litio do meu país experimentou un aumento explosivo, a tecnoloxía da batería é a súa competitividade principal. Actualmente, as baterías de iones de litio son importantes, incluíndo baterías de iones de fosfato de ferro de litio, baterías de iones de ácido litio-manganeso e baterías de iones tridimensionales. A táboa 2 compara o rendemento de varios tipos de baterías de ión-litio, onde DOD é unha profundidade de profundidade (Descarga).

A batería de ión fosfato de ferro de litio admite a industria de material de batería de ión-litio do meu país a metade da montaña Wanjiang, que ten vantaxes considerables en varias baterías: a batería de ión-fosfato de ferro de litio é relativamente longa, de baixa xeración de calor, boa estabilidade térmica e as baterías de ión de fosfato de ferro de litio tamén teñen unha boa seguridade ambiental. A batería de ión fosfato de litio aplícase aos turismos eléctricos cun prezo máis baixo e un rendemento estable, e a cota de mercado presenta unha situación á alza. O material ten as vantaxes dunha boa seguridade, longo ciclo de vida, baixo custo, etc.

, é o principal material do electrodo positivo. A través do revestimento de carbono nanoquímico e de superficie, conséguese o rendemento dunha descarga de potencia maior e a mostra recuberta de carbono realízase ben sen discreción, e o meu país logrou a produción a maior escala do mundo. 2, Ningde Times e BYD lideraron o método CTP, reducen aínda máis o custo do presidente de BYD, Wang Chuanfu, ao participar no coche eléctrico, BYD desenvolveu unha nova xeración de batería de iones de fosfato "batería de lámina", espérase que esta batería produza este ano "batería de lámina" aumentou un 50% máis que a tradicional batería de ferro, con alta seguridade, longa vida útil, longa e longa vida útil. quilómetros, a densidade de enerxía pode alcanzar os 180Wh / kg, en comparación coa anterior. O aumento é de aproximadamente un 9%, que non é débilmente débil que a batería de ión-litio ternario de NCM811, e pode resolver o problema coa baixa densidade de enerxía da batería de ión-fosfato de ferro de litio.

Esta batería estará equipada en BYD "Han" en New Car, que se prevé que apareza en xuño deste ano. Que é unha batería blade? De feito, é un método de batería longa (importante carcasa de aluminio en forma de dedo). Mellora aínda máis a eficiencia do conxunto da batería aumentando a lonxitude da batería (a lonxitude máxima é equivalente ao ancho da batería).

Non é unha batería de tamaño específico, pero pódense formar unha serie de lotes de diferentes tamaños en función das diferentes necesidades. Segundo a descrición da patente de BYD, a "batería de lámina" é un nome da batería de iones fosfato de nova xeración de BYD. É BYD desenvolver moitos anos de "batería de iones superfosfato".

A batería da lámina é en realidade a lonxitude de BYD maior ou igual a 600 mm menor ou igual a 2500 mm, que está disposta na matriz de "folla" inserida na batería. O foco de actualización da "batería blade" é un paquete de baterías (é dicir, tecnoloxía CTP), que é un paquete de baterías (é dicir, tecnoloxía CTP), que está directamente integrado aos paquetes de baterías (é dicir, tecnoloxía CTP). O paquete de batería de láminas optimízase optimizando a estrutura da batería, aumentando así a eficiencia despois do paquete de batería, pero non ten moito impacto na densidade de enerxía do monómero.

Ao definir a disposición na batería e o tamaño da célula, a batería pódese dispor na batería. A batería de monómero directamente na carcasa do paquete de baterías está optimizada pola estrutura do módulo. Por unha banda, é fácil disipar a calor a través da carcasa da batería ou outros compoñentes de disipación de calor, por outra banda, pode organizar máis pedidos nun espazo efectivo.

A batería do corpo pode aumentar moito a utilización do volume e simplifícase o proceso de produción do paquete de baterías, redúcese a complexidade de montaxe da célula unitaria, redúcese o custo de produción, de xeito que a batería e o peso de todo o paquete de batería redúcense e a batería realízase. Lixeiro. A medida que a demanda do usuario para a duración da batería do vehículo eléctrico aumenta gradualmente, en caso de espazo limitado, a batería de láminas pode mellorarse, por unha banda, a taxa de utilización espacial da batería de iones de litio de potencia, a nova densidade de enerxía e outra.

Segundo a descrición dos técnicos profesionais, debido a certos factores, como os compoñentes periféricos ocuparán o espazo interno da batería, incluíndo o espazo antiataque inferior, sistema de refrixeración líquida, materiais de illamento, protección de illamento, accesorios de seguridade térmica, paso de aire, módulo de distribución de enerxía de alta tensión, etc. 40%. Como se mostra na figura a continuación, ao optimizar o módulo, mellórase efectivamente a redución da utilización espacial do compoñente do compoñente (o volume do volume da cela e o fondo de pantalla da batería), a utilización do espazo do exemplo comparativo 1 é do 55% e a execución A taxa de utilización espacial do exemplo 1-3 foi do 57% / 620%, respectivamente; a taxa de utilización espacial do exemplo comparativo 2 foi do 53 % e a taxa de utilización espacial do exemplo 4-5 foi do 59 %/61 %, respectivamente.

Diferentes graos de optimización, pero aínda hai unha certa distancia do pico da taxa de utilización espacial. O rendemento de disipación de calor no módulo de batería, BYD, contrólase configurando a placa térmica (inferior esquerda Fig. 218) e a placa de intercambio de calor para garantir a disipación da calor da célula unitaria e garantir que a diferenza de temperatura entre a pluralidade de baterías de monómero non sexa demasiado grande.

A placa condutora térmica pode estar feita dun material que teña unha boa condutividade térmica, como cobre ou aluminio, como unha condutividade térmica. A placa de intercambio de calor (abaixo dereita Fig. 219) está provisto dun refrixerante e o arrefriamento da batería de monómero conséguese polo refrixerante, de xeito que a batería de monómero pode estar nunha temperatura de funcionamento adecuada.

Dado que a placa de transferencia de calor está provista dunha placa condutora térmica cunha batería de monómero, ao arrefriar a batería de monómero polo refrixerante, a diferenza de temperatura entre as placas de intercambio de calor pódese equilibrar coa placa condutora térmica, bloqueando así unha pluralidade de baterías de monómero. Control da diferenza de temperatura dentro de 1 ° C. Exemplo comparativo 4 e a batería de monómero do exemplo 7-11, carga rápida a 2 C, medición durante a carga rápida, o aumento da temperatura da batería de monómero.

Pódese ver a partir dos datos da táboa. Na batería de monómero patentada, na carga rápida das mesmas condicións, o aumento da temperatura ten diferentes graos de redución, cun efecto de disipación de calor superior, cando o módulo da célula se carga nunha batería, o aumento da temperatura da batería ten unha diminución dos paquetes de batería. Tamén hai a mesma utilidade que a "batería blade" e a tecnoloxía CTP.

A tecnoloxía CTP (CELLTOPACK) consiste en conseguir un grupo de baterías integrado directo e sen batería. En 2019, Ningde Times tomou a iniciativa no uso de novas baterías sen tecnoloxía CTP. Indícase que a taxa de utilización do volume dos paquetes de baterías CTP aumentou nun 15% -20% e o número de pezas redúcese nun 40%.

A eficiencia de produción increméntase nun 50%. Despois de investir na aplicación, reducirá moito o custo de fabricación da batería de iones de litio. BYD planea para 2020, a súa densidade de enerxía do monómero de fosfato alcanzará os 180Wh/kg ou máis, e a densidade de enerxía do sistema tamén aumentará a 160Wh/kg ou máis.

A tecnoloxía CTP de Ningde Times inclúese cun paquete de baterías, que cumpre co paquete de baterías. Lixeiro, mellora a intensidade de conexión da batería en todo o vehículo. A súa vantaxe é importante ter dous puntos: 1) As baterías CTP pódense usar en diferentes modelos porque non hai restricións de módulo estándar.

2), reducir as estruturas internas, os paquetes de baterías CTP poden aumentar a utilización do volume, a densidade de enerxía do sistema tamén é indirecta, o seu efecto de disipación de calor é maior que a batería do módulo pequeno actual. Na tecnoloxía CTP, Ningde Times presta atención á comodidade da desmontaxe do módulo de batería, a BYD preocúpase máis como as baterías monoméricas cargan e utilizan máis o espazo. 3, a batería da lámina e o método CTP poden reducir un 15%.

Seleccionamos a batería de iones de litio da alta tecnoloxía de Guoxuan como o noso obxecto de investigación. Os custos das baterías terán unha alta referencia ás baterías LFP. Segundo o "17 de setembro de 2019" relacionado coa carta da carta do Comité Nacional de Revisión do Custo de Distribución Pública de Alta Tecnoloxía ", Guoxuan High-tech 2016-2017 A batería monolítica de iones de fosfato de litio é de 2.

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

00 yuan / WH, a marxe de beneficio bruto correspondente é de 48,7%, 39,8%, 28.

8% e 30,4%, respectivamente. Polo tanto, segundo os dous conxuntos de datos anteriores, podemos calcular o custo de fabricación da batería LFP.

En 2016, é de 1,058 yuan/WH e no primeiro semestre de 2019 foi inferior a 0,7 yuan/WH.

É importante porque o custo da materia prima baixa de 0,871 yuan / WH en 2016 a 0,574 yuan / WH no primeiro semestre de 2019, baixando absolutamente 0.

3 Yuan / WH, en relación ao 34%. En canto á clasificación, no custo total de fabricación, o custo das materias primas mantense estable desde 2016, mentres que os custos enerxéticos, os custos laborais e os custos de fabricación supoñen preto do 6%. Seguimos dividindo o custo das materias primas e descubrimos que a proporción do positivo e do diafragma nas materias primas é grande, aproximadamente o 10%, electrodo negativo, electrólito, folla de cobre, cuberta de carcasa de aluminio, custo BMS, BMS.

Aproximadamente do 7% ao 8%, a caixa da batería e o grupo metilo representan cada un un 5%, o paquete restante e outros custos, que representan preto do 30% do custo. Pódese ver que o custo da materia prima pódese dividir en tres bloques principais na batería LFP, un dos cales son catro materias primas principais (positivo, electrodo negativo, diafragma, electrólito), o custo total representa aproximadamente o 35%, o paquete ocupa o 30%, o excedente o 35% para outras materias primas e compoñentes. Segundo a información anterior, damos as seguintes hipóteses de medición de custos: 1) O volume da batería da lámina é un 50% máis alto que a densidade de enerxía.

Cando a cantidade de carga é constante, o volume diminúe en máis dun terzo, polo que se acciona a cuberta da carcasa de aluminio. O custo do paquete, supoñendo un descenso do 33 % 2) Descenso enerxético, artificial, do custo de fabricación e do BMS debido á optimización do proceso e á redución de pezas, asumindo unha redución do 20 % 3) Suponse ademais que as materias primas (incluíndo electrodo positivo, electrodo negativo, diafragma, electrólito, folla de cobre, metilo, caixa de batería) baixan o prezo total de fabricación. 0,696 yuan / WH ata 24.

3% a 0,527 yuan / WH. 4) Ademais, tendo en conta que a marxe de beneficio bruto da empresa pode usarse para obter prezos de venda reais, como se mostra na Figura 35, a batería da lámina e o método CTP só tomarán o liderado en vehículos comerciais, aínda que anunciou BYD, o método de batería de láminas utilizarase comercialmente en Han. Non obstante, os vehículos comerciais aínda serán unha forma de usar.

Cremos que BYD utilízase comercialmente no noso propio turismo, o que supón romper a lóxica industrial xeral: as novas tecnoloxías adoitan avanzar nos vehículos comerciais e os turismos serán máis cautelosos. BYD usa baterías de láminas no seu propio coche, o que sen dúbida está na velocidade de promoción do turismo. De feito, a batería da lámina e o método CTP son os mesmos, e é para reducir aínda máis os custos, mentres que a batería de monómero é grande e prefírese o fosfato de ferro de litio.

Con base en 2019, houbo moitas plantas de máquinas de primeira liña para usar o método CTP para pasar a proba, polo que espérase que esta tecnoloxía use esta tecnoloxía en 2020. De acordo coas suposicións anteriores, calculamos 10 metros ou máis, o custo da batería redúcese nun 30% e o custo da batería redúcese de 225.000 a 158.000. Cando non haxa subvención, pódese manter a marxe de beneficio bruto.

Agardamos que a batería de tamite de fosfato de 2020 mellore aínda máis nos vehículos comerciais. Desde a perspectiva do investimento, colócase o fosfito augas arriba e a rendibilidade do vehículo comercial posterior a mellora marxinal. Dado que todo o fosfato de ferro de litio pasou por tres anos, a concentración da industria é alta.

Na cadea industrial, se chegas a 10 provedores, xa é moi alta en concentración, e só hai 3-4 provedores de terceiros de transporte estable. Polo tanto, cremos que a carga de leads se beneficia. Suxire: nano alemán, alta tecnoloxía Guoxuan, BYD e Yutong Bus.

.