Bladbatteri och CTP-metod för att driva järnfosfat

著者：Iflowpower – Olupese Ibusọ Agbara to ṣee gbe

1, litiumjärnfosfatjonbatteriet har kostnads- och säkerhetsfördelar 1.1LFP med sitt låga pris och starka säkerhet i många positiva elektrodmaterial, det positiva elektrodmaterialet i litiumjonbatteriet står för mer än 40% av hela batterikostnaden, och under nuvarande tekniska förhållanden är energitätheten för det övergripande batteriet viktig för det positiva materialets positiva elektrodmaterial, så det positiva elektrodmaterialet är ett tändbatteri. Materialet för den för närvarande mogna applikationen inkluderar litiumkoboltorgante, litiumnickel-kobolt-mangansyra, litiumjärnfosfat och mangansyra.

litium. (1) Litiumkoboltat: det finns en skiktad struktur och en spinellstruktur, vanligtvis en skiktad struktur, med en teoretisk kapacitet på 270 mAh / g, och litiumskiktad struktur är viktig för mobiltelefoner, modell, fordonsmodeller, elektronisk rök, Smart wear digitala produkter. På 1990-talet använde Sony först litiumkoboltatproduktion av det första kommersiella litiumjonbatteriet.

mitt lands kobolt-kobolt-kobolt-syra produkter monopoliseras i princip av utländska tillverkare som Japan, Rice Chemical, Qingmei Chemistry, Belgien 5 000. När marknadsföringen 2003 lanserades marknadsföringen av det första inhemska koboltatet 2003 2005, och 2009 lyckades det exportera Sydkorea och Japan. 2010 blev det det första företaget i Kina att logga in på kapitalmarknaden för huvudverksamheten.

2012, Peking University först, Tianjin Bamo lanserade den första generationens 4,35V högspänningskoboltatprodukt. 2017 lanserade Hunan Shanno, Xiamen Tungsten Industry 4.

45V högspänningssådd litium. Energitätheten och kompakteringsdensiteten för litiumkoboltat har i princip fram till gränsen, och den specifika kapaciteten jämförs med den teoretiska kapaciteten, men på grund av den nuvarande totala kemiska systemgränsen, särskilt elektrolyten i högspänningssystem. Det är lätt att sönderdela, så det begränsas ytterligare genom att lyfta en metod för att lyfta laddningsgränsspänningsökningen, och energitätheten kommer att öka utrymmet när elektrolyttekniken är bruten.

(2) Litiumnickellat: har generellt grönt miljöskydd, låg kostnad (kostnaden är endast 2/3 av litiumkoboltat), bra säkerhet (säker arbetstemperatur kan nå 170 ° C), lång livslängd (förläng 45 %)Fördelarna. 2006, Shenzhen Tianjiao, Ningbo Jin och tog ledningen i lanseringen av trevägsmaterial av 333, 442, 523-systemet. Från 2007 till 2008 har priset på koboltmetallkobolt ökat avsevärt, vilket leder till spridningen av litiumkoboltat och litiumnickel-kobolt-mandanatmaterial, vilket främjar tillämpningen av litium-kommersiell marknad i mitt land, och tjänar den första.

Breakout period. 2007 lanserade Guizhou Zhenhua ett enkristallsystem av typ 523 av litiumnickellatmaterial. 2012, Xiamen Tungsten Export Japan Market.

Under 2015 styr regeringens subventionspolitik det litiumnickel-vattniga-mlassical-materialet som inleddes den andra utbrottsperioden. För närvarande är litiummonocytonid-kobolt-mangansyran viktig för att förbättra produktens energitäthet, vilket förbättrar produktens energitäthet, men detta till elektrolytrelaterade stödmaterial och litiumjonbatteritillverkaren Förmåga att ställa högre krav. (3) Litiummanganat: det finns en spinellstruktur och en skiktad struktur, vanligtvis vanlig spinellstruktur.

Den teoretiska kapaciteten är 148mAh / g, den faktiska kapaciteten är mellan 100 ~ 120mAh / g, med en bra kapacitet, stabil struktur, utmärkt lågtemperaturprestanda, etc. Emellertid är dess kristallstruktur lätt förvrängd, vilket orsakar kapacitetsdämpning, kort livslängd. Viktiga applikationer är höga för säkerhetskrav och höga kostnadskrav, men marknader med krav på energitäthet och kretslopp.

Såsom liten kommunikationsutrustning, laddningsskatt, elverktyg och elcyklar, speciella scener (som kolgruvor). 2003 började inhemskt manganat industrialiseras. Yunnan Huilong och Lego Guoli först grep low-end marknaden, Jining obegränsad, Qingdao torrtransport och andra tillverkare gradvis lagt till, kapacitet, cirkulerande, kraftfull produkt diversifierad utveckling för att möta olika applikationer marknaden.

År 2008, satte Legli litium mangan syra litium-jon batteri framgångsrikt tillämpas på elektriska personbilar. För närvarande är lågprismarknaden för mangansyra viktig för att användas i ett kommunikationsbatteri, laptopbatteri och digitalkamerabatteri, laptopbatteri och digitalkamerabatteri. Den avancerade marknaden representeras av bilmarknaden, och prestandakraven för batteriet är mer jämfört med den kontinuerliga utvecklingen av tre-yuan materialteknik, och dess marknadsandel i fordonet minskar ständigt.

(4) Litiumlitiumfosfat: har i allmänhet en stabil olivinskelettstruktur, urladdningskapaciteten kan uppnå mer än 95% av den teoretiska urladdningskapaciteten, säkerhetsprestandan är utmärkt, överladdningen är mycket bra, cykellivslängden är lång och priset är lågt. Dess energitäthetsbegränsning är dock svår att lösa, och elbilsanvändare har kontinuerligt förbättrat batteritiden. 1997 rapporterades först litiumjärnfosfat av olivintyp som ett positivt material.

Nordamerikas A123, Phostech, Valence har uppnått massproduktion tidigare, men eftersom den internationella nya energifordonsmarknaden inte är som förväntat, förvärvas olycklig konkurs eller avbryts. Taiwans Likai-elektricitet, Datong-försäljning, etc. 2001 lanserade mitt land materialutvecklingen av litiumjärnfosfat.

För närvarande lever mitt lands fosfatpositiva materialforskning och industriell utveckling i framkant av världen. 1.2 Litiumjärnfosfatjonbatteri arbetsmekanism strukturellt material av olivintyp, hexagonalt tätt staplat arrangemang, i gittret av litiumjärnfosfatpositivt material, P dominerar positionen för den åttasidiga kroppen, oktaederns tomrumsposition genom Li Och FE-fyllning, kristall- och tetegrerad oktaferad kristallform, bildar en sågtand plan struktur i nära kontakter med varje punkt.

Fosfatjonbatteriets positiva elektrod består av LiFePO4 av olivinstrukturen, och den negativa elektroden består av grafit, och mellanprodukten är ett polyolefin PP / PE / PP-membran för att isolera den positiva och negativa elektroden, förhindra elektroner och tillåter litiumjoner. Under laddning och urladdning är jonen i litiumjärnfosfatjonbatteriet jon, elektronerna går förlorade enligt följande: laddning: LIFEPO4-XE-XLI + → XFEPO4 + (1-x) LifePO4-urladdning: FePO4 + XLI + XE → XLifePO4 + (1-x) När den tända den positiva till den negativa laddningen FePO4 tas bort elektroden, och elektronen flyttas från den externa kretsen från den positiva elektroden till den negativa elektroden för att säkerställa laddningsbalansen för den positiva och negativa elektroden, och litiumjonen avlägsnas från den negativa elektroden, och den positiva elektroden är inbäddad av elektrolyten. Denna mikrostruktur möjliggör litiumfosfatjonbatteriet med en bra spänningsplattform och en längre livslängd: under laddning och urladdning av batteriet är dess positiva elektrod mellan LiFePO4 och sexpartskristallen FEPO4 i sluttningen.

Övergång, eftersom FEPO4 och LifePO4 samexisterar i form av fast smälta under 200 ° C, finns det ingen betydande tvåfas vändpunkt under laddning och urladdning, och därför är laddnings- och urladdningsspänningsplattformen för litiumjärnjonbatteriet lång; dessutom, i laddningsprocessen Efter avslutad, reduceras volymen av den positiva elektroden FEPO4 endast med 6,81%, medan den kol negativa elektroden expanderas något under laddningsprocessen, och användningen av volymen förändras, vilket stöder den interna strukturen, och därför uppvisar litiumjärnjonbatteriet i laddnings- och urladdningsprocessen. Bra cykelstabilitet, längre cykellivslängd.

Den teoretiska kapaciteten hos litiumjärnfosfatpositivt material är 170mA per gram. Den faktiska kapaciteten är 140mA per gram. Vibrationsdensiteten är 0.

9 ~ 1,5 per kubikcentimeter, och spänningen är 3,4V.

Positivt material med litiumjärnfosfat återspeglar god termisk stabilitet, säker tillförlitlighet, miljöskydd med lågt koldioxidutsläpp, är det föredragna positiva materialet i stora batterimoduler. Emellertid är pilhållstätheten hos positiva elektrodmaterial av litiumjärnfosfat låg, och volymenergitätheten är inte hög, begränsat användningsområde. För tillämpningsbegränsningarna för material för positiva elektrodmaterial av litiumjärnfosfat kan relevant personal förbättra ledningsförmågan hos sådana material genom en metod för dopning av dyrbara metallkatjoner i vilka metallkatjoner med högt pris är dopade.

Efter en utvecklingsperiod utvecklas litiumjärnfosfat gradvis, och det används i stor utsträckning inom många områden, såsom elfordonssektorer, elcykelfält, mobil kraftutrustning, energilagringskraftfält etc. Litiumjärnfosfatpositivt material används i stor utsträckning inom området för elfordon, särskilt den elektriska passageraren, särskilt den elektriska passageraren, särskilt den elektriska passageraren, särskilt den elektriska passageraren, särskilt den unika fördelen, särskilt de låga resurserna i cykellivet, rik på resurser, låga priser. Men bristen på olivinkristallstruktur hos litiumjärnfosfat positivt elektrodmaterial, såsom låg elektrisk ledningsförmåga, liten litiumjondiffusionskoefficient, etc.

, vilket orsakar låg energitäthet, dålig temperaturbeständighet och felprestanda, etc. kommer att vara begränsad i tillämpningsområdet. Förbättra dess nackdelar Viktiga ytklasser modifierade, vitalfasdopningsmodifiering, etc.

Under de senaste åren har mitt lands drivna litiumjonbatterimarknad upplevt en explosiv ökning, batteriteknik är dess kärna konkurrenskraft. För närvarande är kraft litiumjonbatterier viktiga inklusive litiumjärnfosfatjonbatterier, litium-mangansyrajonbatterier och tredimensionella jonbatterier. Tabell 2 jämför prestandan för olika typer av litiumjonbatterier, där DOD är ett djupdjup (Discharge).

Litiumjärnfosfatjonbatteri stöder mitt lands litiumjonbatterimaterialindustri halv-Wanjiang Mountain, som har avsevärda fördelar i olika batterier: litiumjärnfosfatjonbatteriet är relativt långt, låg värmeutveckling, bra termisk stabilitet och litiumjärnfosfatjonbatterier har också god miljösäkerhet. Litiumfosfatjonbatteri används på elektriska personbilar med lägre pris och stabil prestanda, och marknadsandelen visar en uppåtgående situation. Materialet har fördelarna med god säkerhet, lång livslängd, låg kostnad, etc.

, är det huvudsakliga positiva elektrodmaterialet. Genom nanokemisk och ytkolbeklädnad uppnås prestanda för större krafturladdning, och det kolbelagda provet utförs väl utan diskretion, och mitt land har uppnått världens största skalaproduktion. 2, Ningde Times och BYD ledde CTP-metoden, minskade ytterligare kostnaderna för BYD-ordförande Wang Chuanfu, när han deltog i elbilen har BYD utvecklat en ny generation av fosfatjonbatteri "bladbatteri", detta batteri förväntas producera i år "Blade Battery" har ökat med 50% högre än det traditionella järnbatteriet, lång livslängd, lång livslängd, lång livslängd, med lång säkerhet, miljon livslängd. av kilometer kan energitätheten nå 180Wh / kg, jämfört med tidigare Ökningen är cirka 9%, vilket inte är svagt svagt än det ternära litiumjonbatteriet i NCM811, och kan lösa problemet med låg energitäthet av litiumjärnfosfatjonbatteri.

Detta batteri kommer att utrustas i BYD "Han" i New Car, som förväntas listas i juni i år. Vad är ett bladbatteri? Faktum är att det är en lång batterimetod (viktigt fingerformat aluminiumskal). Förbättra batteripaketets effektivitet ytterligare genom att öka längden på batteriet (den maximala längden motsvarar batteripaketets bredd).

Det är inte ett batteri med specifik storlek, utan en serie satser av olika storlekar kan bildas utifrån olika behov. Enligt beskrivningen av BYD-patentet är "bladbatteriet" ett namn på BYD:s nya generationens fosfatjonbatteri. Det är BYD att utveckla många år av "superfosfatjonbatteri".

Bladbatteriet är faktiskt längden på BYD större än eller lika med 600 mm mindre än eller lika med 2500 mm, vilket är anordnat i arrayen av "blad" som är insatt i batteripaketet. Uppgraderingsfokus för "bladbatteri" är ett batteripaket (dvs. CTP-teknik), vilket är ett batteripaket (dvs. CTP-teknik), som är direkt integrerat med batteripaket (dvs. CTP-teknik). Bladbatteripaketet optimeras genom att optimera batteripaketets struktur, och därigenom öka effektiviteten efter batteripaketet, men har inte någon större inverkan på monomerens energitäthet.

Genom att definiera arrangemanget i batteripaketet och storleken på cellen kan batteripaketet arrangeras i batteripaketet. Monomerbatteriet direkt i batteripakethuset optimeras av modulramverket. Å ena sidan är det lätt att avleda värme genom batteripakethuset eller andra värmeavledningskomponenter, å andra sidan kan ordna fler beställningar i effektivt utrymme.

Kroppsbatteri, kan avsevärt öka volymutnyttjandet, och produktionsprocessen för batteripaketet förenklas, enhetscellens monteringskomplexitet sänks, produktionskostnaden sänks, så att batteripaketet och vikten av hela batteripaketet reduceras och batteripaketet realiseras. Lättvikt. När användarens efterfrågan på elfordonets batterilivslängd gradvis ökar, i fallet med begränsat utrymme, kan bladbatteripaketet förbättras, å ena sidan kan den rumsliga utnyttjandegraden för kraftlitiumjonbatteripaketet, ny energitäthet och andra aspekter säkerställa att monomerbatteriet har ett tillräckligt stort värmeavledningsområde, som kan anpassas till högre energitätheter utanför.

Enligt beskrivningen av professionella tekniker, på grund av vissa faktorer, såsom perifera komponenter kommer att uppta batteriets inre utrymme, inklusive det nedre antiangreppsutrymmet, vätskekylningssystem, isoleringsmaterial, isoleringsskydd, värmesäkerhetstillbehör, radluftpassage, högspänningskraftdistributionsmodul, etc., toppvärdet för rumsutnyttjande, är vanligtvis cirka 8 % av utrymmesutnyttjandet, cirka 5 % på marknaden, ungefär 0 %. eller till och med så lågt som 40 %. Som visas i figuren nedan, genom att optimera modulen, reduceras det rumsliga utnyttjandet av komponentens komponent (volymen av cellvolymen och tapeten på batteripaketet) effektivt, utrymmesutnyttjandet av Jämförelseexempel 1 är 55 %, och utförandet. den rumsliga utnyttjandegraden i jämförande exempel 2 var 53 % och den rumsliga utnyttjandegraden i exempel 4-5 var 59 % / 61 %.

Olika grader av optimering, men det finns fortfarande ett visst avstånd från den rumsliga utnyttjandegradstoppen. Värmeavledningsprestandan i batterimodulen, BYD styrs genom att ställa in den termiska plattan (nedre vänster Fig. 218) och värmeväxlarplattan för att säkerställa värmeavledning av enhetscellen, och se till att temperaturskillnaden mellan flertalet monomerbatterier inte är för stor.

Den värmeledande plattan kan vara gjord av ett material med god värmeledningsförmåga, såsom koppar eller aluminium, såsom en värmeledningsförmåga. Värmeväxlarplattan (nedre höger Fig. 219) är försedd med ett kylmedel, och kylningen av monomerbatteriet uppnås av kylvätskan, så att monomerbatteriet kan ha en lämplig driftstemperatur.

Eftersom värmeöverföringsplattan är försedd med en värmeledande platta med ett monomerbatteri, när man kyler monomerbatteriet med kylvätskan, kan temperaturskillnaden mellan värmeväxlarplattorna balanseras av den värmeledande plattan, varigenom ett flertal monomerbatterier blockeras. Temperaturskillnadskontroll inom 1 °C. Jämförande exempel 4 och monomerbatteriet i exempel 7-11, snabbladdning vid 2C, mätning under snabbladdning, temperaturökning av monomerbatteriet.

Det kan ses av uppgifterna i tabellen. I det patenterade monomerbatteriet, vid snabbladdning av samma förhållanden, har temperaturökningen olika grader av reduktion, med överlägsen värmeavledningseffekt, kommer När cellmodulen laddas in i ett batteripaket, har temperaturökningen av batteripaketet en minskning av batteripaketen. Det finns också samma nytta som "bladbatteriet" och CTP-teknik.

CTP (CELLTOPACK) teknologi är att uppnå batterifritt grupp, direkt integrerat batteripaket. 2019 tog Ningde Times ledningen när det gäller att använda nya CTP-teknologifria batteripaket. Det anges att volymutnyttjandegraden för CTP-batteripaket ökade med 15 % -20 %, och antalet delar minskade med 40 %.

Produktionseffektiviteten ökas med 50 %. Efter att ha investerat i applikationen kommer det att kraftigt minska tillverkningskostnaden för kraftlitiumjonbatteriet. BYD planerar till 2020, dess fosfatmonomerenergitäthet kommer att nå 180Wh / kg eller mer, och systemets energitäthet kommer också att öka till 160Wh / kg eller mer.

Ningde Times CTP-teknik levereras med ett batteripaket som möter batteripaketet. Lättvikt, förbättra anslutningsintensiteten för batteripaketet i hela fordonet. Dess fördel är viktig att ha två punkter: 1) CTP-batteripaket kan användas i olika modeller eftersom det inte finns några standardmodulrestriktioner.

2), minska interna strukturer, CTP-batteripaket kan öka volymutnyttjandet, systemets energitäthet är också indirekt, dess värmeavledningseffekt är högre än nuvarande liten modulbatteri. I CTP-teknik, Ningde Times uppmärksammar bekvämligheten med batterimodul demontering, är BYD mer bekymrad över hur monomera batterier mer laddning och rumslig användning. 3 kan bladets batteri och CTP-metoden minska 15%.

Vi väljer litiumjonbatteriet från Guoxuans högteknologiska som vårt forskningsobjekt. Batterikostnaderna kommer att ha hög referens till LFP-batterier. Enligt "17 september 2019" relaterat till brevet från National High-Tech Public Distribution Costle Bundess Review Committee ", Guoxuan High-tech 2016-2017 Det monolitiska litiumfosfatjonbatteriet är från 2.

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

00 yuan / WH, motsvarande bruttovinstmarginal är 48,7%, 39,8%, 28.

8 % respektive 30,4 %. Därför kan vi, enligt ovanstående två uppsättningar av data, beräkna tillverkningskostnaden för LFP-batteriet.

2016 är det 1,058 yuan / WH, och under första halvåret 2019 har det varit mindre än 0,7 yuan / WH.

Det är viktigt eftersom kostnaden för råmaterial har sjunkit från 0,871 yuan / WH 2016 till 0,574 yuan / WH under första halvåret 2019, absolut 0 sänkt.

3 Yuan / WH, i förhållande till 34%. När det gäller klassificering, i den totala kostnaden för tillverkning, har kostnaden för råvaror varit stabil sedan 2016, medan energikostnader, arbetskostnader och tillverkningskostnader står för cirka 6 %. Vi har fortsatt att dela upp råvarukostnaden och vi har funnit att andelen positiv och diafragma i råvaror är stor, cirka 10 %, negativ elektrod, elektrolyt, kopparfolie, aluminiumhölje, BMS-kostnad, BMS.

Cirka från 7% till 8%, batterilådan och metylgruppen står vardera för cirka 5%, resterande Pack och andra kostnader, står för cirka 30% av kostnaden. Det kan ses att kostnaden för råvaran kan delas upp i tre huvudblock i LFP-batteriet, varav ett är fyra huvudråmaterial (positiv, negativ elektrod, membran, elektrolyt), total kostnad står för cirka 35 %, Pack upptar 30 %, överskott 35 % för andra råvaror och komponenter. Enligt ovanstående information ger vi följande kostnadsmätningsantaganden: 1) Bladbatteriets volym är cirka 50 % högre än energitätheten.

När laddningsmängden är konstant minskar volymen med mer än cirka en tredjedel, så att aluminiumhöljet drivs. Förpackningskostnad, förutsatt 33% minskning 2) Energi, artificiell, tillverkningskostnad och BMS minskning på grund av processoptimering och minskning av delar, antar 20% minskning 3) vidare förutsätter att råvaror (inklusive positiv elektrod, negativ elektrod, membran, batteri, elektrolyt, FP-fodral, L, totalpriset för kopparfolie, L, FP, 20 %) Tillverkningen kan sjunka från 0,696 yuan / WH till 24.

3 % till 0,527 yuan / WH. 4) Vidare med tanke på att företagets bruttovinstmarginal kan användas för att erhålla faktiska försäljningspriser, som visas i figur 35, kommer bladbatteriet och CTP-metoden bara att ta ledningen i kommersiella fordon, även om BYD meddelade att bladbatterimetoden kommer att användas kommersiellt i Han Men kommersiella fordon kommer fortfarande att vara ett sätt att använda.

Vi tror att BYD används kommersiellt i vår egen personbil, vilket ska bryta igenom den allmänna industriella logiken: nya teknologier går ofta framåt på kommersiella fordon, och personbilar kommer att vara mer försiktiga. BYD använder bladbatterier på sin egen bil, vilket utan tvekan är i hastigheten för att marknadsföra personbilen. Faktum är att bladbatteriet och CTP-metoden är desamma, och det är för att ytterligare minska kostnaderna, medan monomerbatteriet är stort och litiumjärnfosfat är att föredra.

Baserat på 2019 har det funnits många första linjens maskinfabriker för att använda CTP-metoden för att komma med i testet, så denna teknik förväntas använda denna teknik 2020. I enlighet med antagandena ovan beräknar vi 10 meter eller mer, batterikostnaden reduceras med 30 %, och batterikostnaden reduceras från 225 000 till 158 000. När det inte finns någon subvention kan bruttovinstmarginalen bibehållas.

Vi förväntar oss att 2020 fosfats tamites batteri kommer att förbättras ytterligare i kommersiella fordon. Ur investeringsperspektiv placeras uppströms fosfit, och nedströms affärsbil lönsamhet marginell förbättring. Eftersom uppströms hela litiumjärnfosfatet har gått igenom treårig shuffle är industrikoncentrationen hög.

I industrikedjan, om man når 10 leverantörer, är det redan mycket hög koncentration, och det finns bara 3-4 leverantörer av stabila frakt tredjeparter. Så vi tror att leadload gynnar. Föreslår: tysk nano, Guoxuan high-tech, BYD och Yutong Bus.

.