Увод у класификацију и предности и недостатке аутомобилске батерије

Аутомобилске батерије су основне компоненте електричних возила. Батерије различитих техничких рута значајно се разликују у перформансама, трошковима и важећим сценаријима. Следе анализа главних класификација и њихових предности и недостатака.

1. Литијум-јонске батерије (маинстреам технологија)

Литијум-јонске батерије, које се називају литијумским батеријама, батерије су које користе литијумску металну или литијумску легуру као негативни материјали електроде и неводени електролитни решења.

1. Тернари литијумске батерије (НЦМ / НЦА)
Катодни материјали: оксиди никла (НИ), кобалт (ЦО), манган (МН) или алуминијум (ал).

Предности:

Висока густина енергије (200-300 ВХ / кг) и дуга понуда за вожњу;

Добра перформанса на ниским температурама (и даље могу да одржи велики капацитет у -20 диплому);

Снажна могућност брзог пуњења.

Недостаци:

Високи трошак (зависи од оскудних метала као што су кобалт и никл);

Лоша топлотна стабилност (лако за термалну бекство, захтевају сложену заштиту БМС-а);

Живот кратких циклуса (око 1000-2000 пута).

Примена: врхунски путнички аутомобили (као што су Тесла и НИО).

2 Литијум-гвожђе фосфатна батерија (ЛФП)
Катодни материјал: литијум гвожђе фосфат.

Предности:

Висока сигурност (добра стабилност високог температуре, није лако експлодирати);

Живот дугог циклуса (3000-5000 пута);

Ниска цена (нема зависности од кобалта и никловних ресурса).

Недостаци:

Ниска густина енергије (150-200 вх / кг);

Лоше перформансе ниске температуре (-10 дипломирани капацитет значајно опада);

Платформа ниског напона, потребно је повезати више ћелија.

Примена: електрична возила са ниским крајњим словима, комерцијална возила (као што су батерије Бладе).

3. Остале литијум-јонске батерије
Литијумски кобалт оксид (ЛЦО): Висока густина енергије, али висока цена и лоша сигурност, углавном се користи у потрошачкој електроници.

Литијумски манган оксид (ЛМО): Ниска цена, добра сигурност, али кратак живот, користи се у хибридним моделима.

2 Никал-метал хидридна батерија (транзициона технологија)

Никл-метал хидридна батерија је секундарна батерија која се може више пута наплаћивати и отпутовати. То је нова врста зелене батерије која се развила деведесетих годинара да замени традиционалне никалне-кадмијумске батерије.

Предности:

Висока сигурност (отпорност на преплату / пражњење);

Добре перформансе ниске температуре (доступно на -30 диплому);

Заштита животне средине (без загађења тешког метала).

Недостаци:

Ниска густина енергије (60-120 вх / кг);

Висока стопа само-пражњења (око 30% месечно);

Високи трошак (који садрже ретке метале).

Апликације: Хибридна возила (као што је Тоиота Приус), железнички транзит, резервне батерије, паметне куће.

3. батерија за олову (постепено елиминисана)

Класификација: Обична батерија за олову, АГМ (побољшана).

Предности:

Изузетно ниска цена (зрела технологија);

Добре перформансе пражњења високих брзина (погодно за покретање напајања).

Недостаци:

Изузетно ниска густина енергије (30-50 вх / кг);

Живот кратког циклуса (300-500 пута);

Тешко загађење (садржи оловна и сумпорна киселина).

Примена: електрична возила са малим брзинама, покретање батерија за гориво возило.

4. Батерије од чврстог стате (будуће технологије)
Батерије од чврстог држања могу се схватити као батерије помоћу чврстих електролита. Батерије од чврстог држања су незапаљиве, не производе течне електролите и не корозивне су. Стога су ефикасан начин за решавање проблема са сигурношћу батерије.

Техничке карактеристике: Замените течне електролите са чврстим електролитама.

Предности:

Висока теоријска густина енергије (400+ вх / кг);

Увелико побољшана сигурност (без цурења, незапаљиво);

Живот дугог циклуса (до 10, 000 пута).

Недостаци:

Изузетно висока цена (сложени процес производње);

Питања импеданције сучеља која ће се решити;

Још увек се не комерцијализује у великој мери.

Напредак: Очекује се да ће Тоиота, Цатл и друге компаније масовне производње до 2030. године.

5. натријум-јонска батерија (технологија у настајању)

Предности:
Богати сировине (широки натријум ресурси);

Одлична перформанса на ниским температурама (80% капацитета на -40 степен);

Ниска цена (30% нижа од литијум-гвожђе фосфата).

Недостаци:

Ниска густина енергије (100-160 вх / кг);

Живот циклуса треба побољшати (тренутно око 2, 000 пута).

Апликације: Складиштење енергије, електрична возила са малим брзинама (ЦАТЛ је издао производе).

6 гориво (енергија водоника)
Горивна ћелија је уређај за производњу електричне енергије који директно претвара водоник са високим чистоћима и кисеоник у електричну енергију кроз хемијске реакције.

Начело: генерисање електричне енергије кроз реакцију водоник-кисеоника, а производ је вода.

Предности:

Изузетно висока густина енергије (складиште водоника је 10 пута у односу на литијумске батерије);

Брза хидрогенација (3-5 минута);

Нула емисија.

Недостаци:

Високи трошак (платинаста катализатор, технологија складиштења водоника);

Недостатак инфраструктуре (неколико хидрогенизационих станица);

Производња водоника се ослања на фосилну енергију.

Примена: комерцијална возила, тешки камиони (као што је Тоиота Мираи).

Сажетак упоређивања стола

Трендови и изазови
Краткорочни израз: литијум-гвожђе фосфат (смањење трошкова) и тернари литијум (дуги животни век батерије) коегзистирам;

Средњорочно: натријум-ионске батерије Допуните малу крају и чврсте батерије се постепено комерцијализује;

Дугорочно: ћелије за водоничне гориве могу постати главна сила тешких камиона / ваздухопловства, али се ослањају на зрелост ланца зелене водоничне индустрије.