Батарея Blade и метод CTP для перемещения фосфата железа

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

1. Литий-железо-фосфатный аккумулятор имеет преимущество по стоимости и безопасности 1.1LFP благодаря своей низкой цене и высокой безопасности в многочисленных материалах положительного электрода; материал положительного электрода в литий-ионном аккумуляторе составляет более 40% от всей стоимости аккумулятора, и в текущих технических условиях плотность энергии всего аккумулятора важна для положительного материала, поэтому материал положительного электрода является основной разработкой литий-ионного аккумулятора. Материалы, которые в настоящее время применяются, включают литий-кобальторганические соединения, литий-никель-кобальт-марганцевую кислоту, литий-железо-фосфат и марганцевую кислоту.

литий. (1) Кобальтат лития: существует слоистая структура и структура шпинели, как правило, слоистая структура с теоретической емкостью 270 мАч/г, а слоистая структура лития важна для мобильных телефонов, моделей, моделей транспортных средств, электронных сигарет, цифровых продуктов Smart Wear. В 1990-х годах компания Sony впервые применила кобальтат лития для производства первой коммерческой литий-ионной батареи.

Продукция моей страны на основе кобальта-кобальта-кобальтовой кислоты в основном монополизирована иностранными производителями, такими как Япония, Rice Chemical, Qingmei Chemistry, Бельгия 5000. После начала продвижения в 2003 году в 2005 году было начато продвижение первого отечественного кобальтата, а в 2009 году был осуществлен экспорт в Южную Корею и Японию. В 2010 году она стала первой компанией в Китае, вышедшей на рынок капитала для осуществления основного бизнеса.

В 2012 году Пекинский университет первым в Тяньцзине выпустил на рынок первое поколение высоковольтных кобальтовых изделий напряжением 4,35 В. В 2017 году Хунань Шанно, Xiamen Tungsten Industry запустила 4.

Литиевые батареи высокого напряжения 45 В. Плотность энергии и плотность уплотнения кобальтата лития в основном находятся на пределе, а удельная емкость сравнивается с теоретической емкостью, но из-за текущего общего ограничения химической системы, особенно электролита в высоковольтной системе. Его легко разложить, поэтому его дальнейшее ограничение путем подъема заключается в методе подъема напряжения отключения зарядки, а плотность энергии увеличит пространство после того, как технология электролита будет нарушена.

(2) Никелат лития: как правило, имеет зеленую защиту окружающей среды, низкую стоимость (стоимость составляет всего 2/3 от стоимости кобальтата лития), хорошую безопасность (безопасная рабочая температура может достигать 170 °C), длительный срок службы (продлевается на 45%). Преимущества. В 2006 году компании Shenzhen Tianjiao, Ningbo Jin и взяли на себя инициативу по запуску трехсторонних материалов системы 333, 442, 523. С 2007 по 2008 год цена на металлический кобальт значительно возросла, что привело к распространению литиевого кобальтата и литий-никелево-кобальт-манданата, способствуя применению лития на коммерческом рынке в моей стране и обслуживая первый.

Период прорыва. В 2007 году компания Guizhou Zhenhua запустила монокристаллическую систему типа 523 из материала на основе никелата лития. В 2012 году Xiamen Tungsten Export Japan Market.

В 2015 году политика государственных субсидий на основе литий-никелево-молекулярных материалов положила начало второму периоду вспышки. В настоящее время моноцитонид лития-кобальт-марганцевая кислота важна для улучшения энергетической плотности продукта, но это касается вспомогательных материалов, связанных с электролитом, и способности производителя литий-ионных аккумуляторов выдвигать более высокие требования. (3) Манганат лития: существует структура шпинели и слоистая структура, обычно используется структура шпинели.

Теоретическая емкость составляет 148 мАч/г, фактическая емкость составляет от 100 до 120 мАч/г, с хорошей емкостью, стабильной структурой, отличными низкотемпературными характеристиками и т. д. Однако его кристаллическая структура легко искажается, что приводит к снижению емкости и сокращению срока службы. Важными приложениями являются высокие требования к безопасности и высокие требования к стоимости, а также рынки с требованиями к плотности энергии и циклу.

Например, малогабаритное коммуникационное оборудование, зарядные устройства, электроинструменты и электровелосипеды, специальные сцены (например, угольные шахты). В 2003 году началось промышленное освоение отечественного марганца. Компании Yunnan Huilong и Lego Guoli первыми захватили рынок нижнего ценового диапазона, Jining не ограничивался, Qingdao и другие производители сухого транспорта постепенно добавляли мощности, циркуляцию, мощную диверсификацию продукции для удовлетворения различных рынков приложений.

В 2008 году компания Legli успешно применила литий-марганцевую кислотную литий-ионную батарею в легковых электромобилях. В настоящее время рынок марганцевой кислоты низкого ценового диапазона важен для использования в батареях связи, батареях ноутбуков и цифровых фотоаппаратов. Рынок высокого класса представлен рынком автомобилей, а требования к производительности аккумулятора выше по сравнению с непрерывным развитием технологии трехкомпонентных материалов, а его доля на рынке транспортных средств постоянно сокращается.

(4) Литий-литий-фосфат: обычно имеет стабильную структуру оливина, разрядная емкость может достигать более 95% от теоретической разрядной емкости, показатели безопасности превосходны, перезарядка очень хорошая, срок службы длительный, а цена низкая. Однако проблема ограничения плотности энергии труднопреодолима, и пользователи электромобилей постоянно увеличивают срок службы аккумулятора. В 1997 году впервые было сообщено о том, что литий-железо-фосфат оливинового типа является положительным материалом.

Североамериканская модель A123, Phostech, Valence была запущена в массовое производство ранее, но поскольку международный рынок автомобилей на новых источниках энергии не оправдал ожиданий, досадное банкротство было приобретено или прекращено. Тайваньские Likai Electricity, Datong Sale и т. д. В 2001 году в моей стране началась разработка материала литий-железо-фосфат.

В настоящее время моя страна находится на переднем крае исследований и промышленного развития фосфатных материалов. 1.2 Механизм работы литий-железо-фосфатного иона аккумулятора. Структурный материал типа оливина, гексагональная плотная укладка, в решетке положительного материала литий-железо-фосфатного вещества P доминирует в положении восьмигранного тела, положение пустот октаэдра заполнено Li и FE, кристаллическая октаткань и тетраэдомы образуют целостную пространственную архитектуру, образуя пилообразную плоскую структуру в тесных контактах каждой точки.

Положительный электрод фосфат-ионного аккумулятора состоит из LiFePO4 со структурой оливина, а отрицательный электрод состоит из графита, а промежуточное вещество представляет собой полиолефиновую диафрагму PP/PE/PP для изоляции положительного и отрицательного электрода, предотвращая проникновение электронов и пропуская ионы лития. Во время заряда и разряда ион литий-железо-фосфатного аккумулятора является ионом, электроны теряются следующим образом: зарядка: LIFEPO4-XE-XLI + → XFEPO4 + (1-x) LifePO4 разрядка: FePO4 + XLI + XE → XLifePO4 + (1-x) FePO4 При зарядке ион лития удаляется с положительного электрода на отрицательный электрод, а электрон перемещается из внешней цепи с положительного электрода на отрицательный электрод, чтобы обеспечить баланс заряда положительного и отрицательного электродов, при этом ион лития удаляется с отрицательного электрода, а положительный электрод заливается электролитом. Такая микроструктура позволяет создать литий-фосфатный аккумулятор с хорошей платформой напряжения и более длительным сроком службы: во время заряда и разряда аккумулятора его положительный электрод находится между LiFePO4 и шестигранным кристаллом FEPO4 наклонной плоскости.

Переход, поскольку FEPO4 и LifePO4 сосуществуют в виде твердого расплава ниже 200 °C, не существует существенной двухфазной точки поворота во время заряда и разряда, и, следовательно, платформа напряжения заряда и разряда литий-железо-ионного аккумулятора длинная; кроме того, в процессе зарядки после завершения объем положительного электрода FEPO4 уменьшается только на 6,81%, в то время как углеродный отрицательный электрод немного расширяется во время процесса зарядки, и использование изменений объема, поддерживая внутреннюю структуру, и, следовательно, литий-железо-ионный аккумулятор демонстрирует в процессе заряда и разряда. Хорошая циклическая стабильность, более длительный срок службы.

Теоретическая емкость положительного материала литий-железо-фосфата составляет 170 мА на грамм. Фактическая емкость составляет 140 мА на грамм. Плотность вибрации равна 0.

9 ~ 1,5 на кубический сантиметр, а напряжение составляет 3,4 В.

Положительный материал на основе фосфата лития-железа отличается хорошей термической стабильностью, надежностью, низким содержанием углерода, экологичностью и является предпочтительным положительным материалом для больших аккумуляторных модулей. Однако плотность заряда положительного электрода из фосфата лития-железа низкая, а объемная плотность энергии невысока, что ограничивает область применения. Что касается ограничений по применению материалов положительного электрода на основе фосфата лития-железа, соответствующий персонал может улучшить проводимость таких материалов методом легирования дорогостоящими катионами металлов, в котором дорогостоящие катионы металлов легируются.

После определенного периода разработки литий-железо-фосфат постепенно совершенствовался и широко использовался во многих областях, таких как секторы электромобилей, электровелосипедов, мобильного энергетического оборудования, области накопления энергии и т. д. Литий-железо-фосфатный положительный материал широко используется в области электромобилей, особенно в электромобилях, особенно в пассажирских электромобилях, в частности, благодаря уникальным преимуществам, в частности, низким ресурсам жизненного цикла, богатым ресурсам, низким ценам. Однако недостаток кристаллической структуры оливина в материале положительного электрода из фосфата лития-железа, такой как низкая электропроводность, малый коэффициент диффузии ионов лития и т. д.

, что приводит к низкой плотности энергии, плохой термостойкости, ошибкам в работе и т. д. будет ограничена в области применения. Улучшить его недостатки. Изменены важные классы поверхности, изменена важная фаза легирования и т.д.

В последние годы рынок литий-ионных аккумуляторов в моей стране переживает взрывной рост, и аккумуляторные технологии являются его основным конкурентным преимуществом. В настоящее время важное значение имеют мощные литий-ионные аккумуляторы, в том числе литий-железо-фосфатные ионные аккумуляторы, литий-марганцево-кислотные ионные аккумуляторы и трехмерные ионные аккумуляторы. В таблице 2 сравниваются характеристики различных типов литий-ионных аккумуляторов, где DOD — глубина разряда (глубина разряда).

Литий-железо-фосфатный ионный аккумулятор поддерживает промышленность по производству литий-ионных аккумуляторов в половине горы Ваньцзян в моей стране, которая имеет значительные преимущества в различных аккумуляторах: литий-железо-фосфатный ионный аккумулятор сравнительно длинный, имеет низкое тепловыделение, хорошую термическую стабильность, а литий-железо-фосфатный ионный аккумулятор также отличается хорошей экологической безопасностью. Литий-фосфатные ионные аккумуляторы применяются в электромобилях, поскольку имеют более низкую цену и стабильные характеристики, а их доля на рынке растет. Материал обладает такими преимуществами, как высокая безопасность, длительный срок службы, низкая стоимость и т. д.

, является основным материалом положительного электрода. Благодаря нанохимическому и поверхностному углеродному покрытию достигаются характеристики разряда большей мощности, а образец с углеродным покрытием хорошо выполняется без каких-либо отклонений, и моя страна достигла самого крупного в мире масштаба производства. 2. Ningde Times и BYD возглавили метод CTP, еще больше сократив затраты. Председатель правления BYD Ван Чуаньфу, участвуя в разработке электромобиля, BYD разработала новое поколение фосфат-ионных аккумуляторов «Blade Battery», ожидается, что этот аккумулятор будет произведен в этом году. «Blade Battery» на 50% выше, чем традиционный железный аккумулятор, с высокой безопасностью, длительным сроком службы, с высокой безопасностью, длительным сроком службы, может достигать миллионов километров, плотность энергии может достигать 180 Втч/кг, по сравнению с предыдущим годом. Увеличение составляет примерно 9%, что не слабее, чем у тройного литий-ионного аккумулятора NCM811, и может решить проблему с низкой плотностью энергии литий-железо-фосфатного ионного аккумулятора.

Эта батарея будет установлена ​​в новом автомобиле BYD «Han», который, как ожидается, поступит в продажу в июне этого года. Что такое лезвийная батарея? По сути, это метод длинной батареи (важная пальцеобразная алюминиевая оболочка). Дополнительно повысить эффективность сборки аккумуляторной батареи за счет увеличения ее длины (максимальная длина эквивалентна ширине аккумуляторной батареи).

Это не батарея определенного размера, но в зависимости от различных потребностей может быть сформирована серия партий разных размеров. Согласно описанию патента BYD, «батарея-лезвие» — это название фосфат-ионной батареи нового поколения компании BYD. Компания BYD на протяжении многих лет разрабатывает «суперфосфат-ионный аккумулятор».

Фактически, длина лезвийной батареи составляет BYD, которая больше или равна 600 мм, но меньше или равна 2500 мм, и она расположена в массиве «лезвий», вставленных в аккумуляторную батарею. Целью модернизации «батареи-лезвия» является аккумуляторная батарея (т. е. технология CTP), которая представляет собой аккумуляторную батарею (т. е. технология CTP), которая напрямую интегрирована в аккумуляторные батареи (т. е. технология CTP). Аккумуляторная батарея лезвия оптимизирована за счет оптимизации структуры аккумуляторной батареи, что повышает эффективность после аккумуляторной батареи, но не оказывает большого влияния на плотность энергии мономера.

Определив расположение элементов в аккумуляторной батарее и размер ячейки, можно расположить аккумуляторную батарею в аккумуляторной батарее. Мономерная батарея непосредственно в корпусе аккумуляторной батареи оптимизирована каркасом модуля. С одной стороны, легко отводить тепло через корпус аккумуляторной батареи или другие компоненты рассеивания тепла, с другой стороны, можно разместить больше заказов в эффективном пространстве.

Корпусная батарея может значительно увеличить использование объема, а процесс производства аккумуляторной батареи упрощается, сложность сборки единичного элемента снижается, себестоимость производства снижается, так что аккумуляторная батарея и вес всей аккумуляторной батареи уменьшаются, и аккумуляторная батарея реализуется. Легкий. Поскольку требования пользователя к сроку службы аккумулятора электромобиля постепенно растут, в случае ограниченного пространства аккумуляторная батарея Blade может быть улучшена, с одной стороны, за счет коэффициента использования пространства мощной литий-ионной аккумуляторной батареи, новой плотности энергии и других аспектов, которые могут гарантировать, что мономерная батарея имеет достаточно большую площадь рассеивания тепла, которое может быть отведено наружу для соответствия более высоким плотностям энергии.

Согласно описанию профессиональных техников, из-за определенных факторов, таких как периферийные компоненты, занимающие внутреннее пространство батареи, включая нижнее антиатакующее пространство, жидкостную систему охлаждения, изоляционные материалы, изоляционную защиту, аксессуары для защиты от тепла, ряд воздушных каналов, высоковольтный распределительный модуль и т. д., пиковое значение использования пространства обычно составляет около 80%, а среднее использование пространства на рынке составляет около 50%, а в некоторых случаях и вовсе всего 40%. Как показано на рисунке ниже, за счет оптимизации модуля, уменьшения пространственного использования компонента компонента (объема объема ячейки и обоев аккумуляторной батареи) эффективно улучшается, использование пространства Сравнительного примера 1 составляет 55%, а выполнение Коэффициент пространственного использования Примера 1-3 составил 57% / 60% / 62% соответственно; коэффициент пространственного использования Сравнительного примера 2 составил 53%, а коэффициент пространственного использования Примера 4-5 составил 59% / 61% соответственно.

Различная степень оптимизации, но все еще есть определенное расстояние до пика коэффициента пространственного использования. Эффективность рассеивания тепла в аккумуляторном модуле BYD регулируется путем установки тепловой пластины (нижний левый рис. 218) и пластина теплообмена, чтобы обеспечить рассеивание тепла единичной ячейки, а также гарантировать, что разница температур между несколькими мономерными батареями не будет слишком большой.

Теплопроводящая пластина может быть изготовлена ​​из материала, обладающего хорошей теплопроводностью, например, из меди или алюминия. Теплообменная пластина (внизу справа, рис. 219) снабжен охлаждающей жидкостью, и охлаждение мономерной батареи осуществляется охлаждающей жидкостью, так что мономерная батарея может находиться при подходящей рабочей температуре.

Так как пластина теплопередачи снабжена теплопроводящей пластиной с мономерной батареей, то при охлаждении мономерной батареи хладагентом разность температур между теплообменными пластинами может быть уравновешена теплопроводящей пластиной, тем самым блокируя множество мономерных батарей. Регулировка разницы температур в пределах 1°С. Сравнительный пример 4 и мономерная батарея в примере 7-11, быстрая зарядка при 2С, измерение во время быстрой зарядки, повышение температуры мономерной батареи.

Это видно из данных таблицы. В запатентованной мономерной батарее при быстрой зарядке в тех же условиях повышение температуры имеет различную степень снижения, с превосходным эффектом рассеивания тепла, когда модуль ячеек загружается в аккумуляторную батарею, повышение температуры аккумуляторной батареи имеет снижение в аккумуляторных батареях. Также имеется та же утилита, что и у «батареи-лезвия» и технологии CTP.

Технология CTP (CELLTOPACK) заключается в создании групповых аккумуляторных батарей без использования батарей и прямой интеграции. В 2019 году компания Ningde Times стала лидером в использовании новых аккумуляторных батарей без технологии CTP. Указывается, что коэффициент использования объема аккумуляторных батарей CTP увеличился на 15% -20%, а количество деталей сократилось на 40%.

Эффективность производства увеличивается на 50%. Инвестиции в данное приложение значительно снизят себестоимость производства литий-ионного аккумулятора. BYD планирует к 2020 году достичь плотности энергии фосфатного мономера 180 Вт·ч/кг и более, а плотность энергии системы также увеличится до 160 Вт·ч/кг и более.

Технология CTP от Ningde Times поставляется с аккумуляторной батареей, которая соответствует аккумуляторной батарее. Легкий, улучшает интенсивность соединения аккумуляторной батареи во всем транспортном средстве. Его преимущество состоит в двух важных моментах: 1) Аккумуляторные батареи CTP можно использовать в разных моделях, поскольку нет ограничений по стандартным модулям.

2) уменьшают внутренние структуры, аккумуляторные батареи CTP могут увеличить использование объема, плотность энергии системы также является косвенной, ее эффект рассеивания тепла выше, чем у современных аккумуляторных батарей малого модуля. В технологии CTP Ningde Times уделяет внимание удобству разборки аккумуляторного модуля, BYD больше заботится о том, как мономерные батареи лучше выдерживают нагрузку и используют пространство. 3. Батарея лезвия и метод CTP могут снизить потребление на 15%.

В качестве объекта исследования мы выбрали литий-ионный аккумулятор компании Guoxuan High Technology. Стоимость аккумуляторов будет высокой по отношению к аккумуляторам LFP. Согласно «письму от 17 сентября 2019 года», связанному с письмом Национального комитета по рассмотрению высокотехнологичных государственных распределительных сетей, Guoxuan High-tech 2016-2017 Монолитная литий-фосфатная ионная батарея составляет от 2.

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

00 юаней/WH, соответствующая валовая прибыль составляет 48,7%, 39,8%, 28.

8% и 30,4% соответственно. Таким образом, на основании двух приведенных выше наборов данных можно рассчитать себестоимость производства LFP-аккумулятора.

В 2016 году он составил 1,058 юаня/WH, а в первой половине 2019 года — менее 0,7 юаня/WH.

Это важно, поскольку стоимость сырья снизилась с 0,871 юаня/WH в 2016 году до 0,574 юаня/WH в первой половине 2019 года, т.е. абсолютно на 0.

3 юаня/WH, по отношению к 34%. Если говорить о классификации, то в общей себестоимости производства стоимость сырья остается стабильной с 2016 года, тогда как на энергозатраты, затраты на рабочую силу и производственные затраты приходится около 6%. Мы продолжили разделять стоимость сырья и обнаружили, что доля положительного электрода и диафрагмы в сырье велика, примерно 10%, отрицательный электрод, электролит, медная фольга, алюминиевый кожух, стоимость BMS, BMS.

Примерно от 7% до 8% приходится на аккумуляторный блок и метильную группу, каждая из которых составляет около 5%, оставшаяся часть — на упаковку и другие расходы, составляющие около 30% стоимости. Видно, что стоимость сырья в LFP-батарее можно разделить на три основных блока, один из которых – это четыре основных вида сырья (положительный, отрицательный электрод, диафрагма, электролит), общая стоимость составляет примерно 35%, упаковка занимает 30%, излишки – 35% на прочее сырье и компоненты. На основании вышеизложенной информации мы делаем следующие предположения об измерении затрат: 1) Объем батареи лезвия примерно на 50% превышает плотность энергии.

При постоянном количестве заряда объем уменьшается более чем на треть, в результате чего алюминиевая оболочка приходит в движение. Стоимость упаковки, предполагая снижение на 33%. 2) Энергия, искусственные материалы, производственные затраты и расходы на BMS снижаются за счет оптимизации процесса и сокращения количества деталей, предполагая снижение на 20%. 3) Кроме того, предположим, что цены на сырье (включая положительный электрод, отрицательный электрод, диафрагму, электролит, медную фольгу, метиленхлорид, корпус батареи) снизятся на 20%. Общая стоимость производства LFP может снизиться с 0,696 юаней/Вт·ч до 24.

3% до 0,527 юаня/WH. 4) Кроме того, учитывая, что валовая прибыль компании может быть использована для получения фактических цен продаж, как показано на рисунке 35, метод лезвийных батарей и метод CTP будут лидировать только в коммерческом транспорте, хотя BYD объявила, что метод лезвийных батарей будет коммерчески использоваться в Хань. Тем не менее, коммерческие транспортные средства по-прежнему будут использоваться.

Мы считаем, что BYD будет использоваться в коммерческих целях в наших легковых автомобилях, что должно разрушить общую логику промышленности: новые технологии часто развиваются в коммерческих автомобилях, а легковые автомобили будут более осторожными. Компания BYD использует в своих автомобилях лопастные батареи, что, несомненно, идет в ногу со временем по пути продвижения легковых автомобилей. По сути, лезвийная батарея и метод CTP одинаковы, и это делается для того, чтобы еще больше снизить затраты, в то время как мономерная батарея большая, и литий-железо-фосфат является предпочтительным.

По данным за 2019 год, многие заводы первой линии машиностроения, использующие метод CTP, приступили к испытаниям, поэтому ожидается, что данная технология будет использоваться и в 2020 году. В соответствии с вышеприведенными предположениями, при расчете 10 метров и более стоимость батареи снижается на 30%, а стоимость батареи снижается с 225 000 до 158 000. При отсутствии субсидий валовая прибыль может быть сохранена.

Мы ожидаем, что в 2020 году аккумуляторная батарея фосфата тамита будет дополнительно усовершенствована в коммерческих транспортных средствах. С точки зрения инвестиций, фосфит в верхнем течении реки размещен, а прибыльность бизнеса в нижнем течении реки незначительно улучшена. Поскольку весь сектор производства литий-железо-фосфата прошел трехлетнюю перетасовку, концентрация в отрасли высока.

В промышленной цепочке, если вы достигаете 10 поставщиков, это уже очень высокая концентрация, и есть только 3-4 поставщика, которые стабильно осуществляют поставки третьим сторонам. Поэтому мы считаем, что лидирующая нагрузка приносит пользу. Предлагает: немецкий nano, Guoxuan high-tech, BYD и Yutong Bus.

.