Comment Améliorer la Densité d'Energie des Batteries Lithium ?

L'adoption de nouveaux systèmes de matériaux, le réglage fin de la structure au lithium des batteries et l'amélioration des capacités de fabrication sont les trois principales étapes permettant aux ingénieurs R&D de montrer leurs capacités. Nous expliquerons les deux dimensions du monomère et du système dans la partie suivante.

Ⅰ. La densité d'énergie des cellules de batterie au lithium dépend principalement de la percée du système chimique

1. Augmenter la taille des batteries électriques : les fabricants de batteries électriques peuvent augmenter la taille de la batterie d'origine pour obtenir l'effet d'expansion de capacité. L'exemple le plus connu est celui de Tesla, une société de voitures électriques bien connue qui était la premier à utiliser Batterie lithium fer phosphate 18650 et remplacera le nouveau Batterie lithium 21700.

Cependant, la "graisse" ou la "croissance" de la cellule de la batterie n'est qu'un remède temporaire, pas un remède permanent. La méthode pour tirer les salaires du fond de la bouilloire consiste à trouver la technologie clé pour augmenter la densité d'énergie à partir des matériaux positifs et négatifs qui constituent la cellule de la batterie et la composition de l'électrolyte.

2. Changements dans le système chimique des batteries au lithium : Comme mentionné précédemment, la densité d'énergie des batteries électriques est limitée par les électrodes positives et négatives de la batterie. À l'heure actuelle, la densité d'énergie du matériau d'électrode négative est beaucoup plus élevée que celle de l'électrode positive, il est donc nécessaire d'améliorer en permanence le matériau d'électrode positive pour améliorer la densité d'énergie.

(1) Cathode à haute teneur en nickel : les matériaux ternaires désignent généralement la grande famille des oxydes de manganate de nickel cobalt lithium. Nous pouvons modifier les performances des batteries électriques en modifiant le rapport des trois éléments que sont le nickel, le cobalt et le manganèse.

(2) Anode silicium-carbone sur la figure : la capacité spécifique des matériaux d'anode à base de silicium peut atteindre 4 200 mAh/g, ce qui est beaucoup plus élevé que la capacité spécifique théorique des anodes en graphite de 372 mAh/g, elle est donc devenue un puissant substitut aux anodes en graphite.

(3) À l'heure actuelle, l'utilisation de matériaux composites silicium-carbone pour améliorer la densité d'énergie des batteries électriques est devenue l'une des orientations de développement reconnues de l'industrie pour les matériaux d'anode des batteries au lithium. Le modèle 3 publié par Tesla utilise une anode en silicium-carbone.

3. À l'avenir, si vous souhaitez franchir davantage la barre des 350 Wh / kg d'une seule cellule, les pairs de l'industrie devront peut-être se concentrer sur le système de batteries électriques négatives au lithium métal, mais cela signifie également le changement et l'amélioration de l'ensemble de la fabrication de la batterie. processus. On peut voir à partir de plusieurs matériaux ternaires typiques que la proportion de nickel est de plus en plus élevée et que la proportion de cobalt est de plus en plus faible. Plus la teneur en nickel est élevée, plus la capacité spécifique de la cellule est élevée. De plus, en raison de la rareté des ressources en cobalt, l'augmentation de la proportion de nickel réduira l'utilisation du cobalt.

Ⅱ. Densité énergétique des batteries système au lithium : améliorez l'efficacité de groupe des packs de batteries

1. Le test de groupe des packs de batteries électriques est la capacité des batteries électriques "lions de siège" à organiser des troupes pour des cellules individuelles et des modules. Il est nécessaire d'utiliser au maximum chaque pouce d'espace sur le principe de la sécurité.

2. Le "minceur" du pack batteries électriques comprend principalement les moyens suivants :

(1) Optimiser la structure d'agencement : en termes d'encombrement, l'agencement interne du système peut être optimisé pour rendre l'agencement des pièces internes du bloc-batterie électrique plus compact et efficace.

(2) Optimisation de la topologie : nous réalisons une conception de réduction de poids en partant du principe que nous garantissons la rigidité, la résistance et la fiabilité structurelle grâce à des calculs de simulation. Grâce à cette technologie, l'optimisation de la topologie et l'optimisation de la morphologie peuvent être réalisées, et enfin, aider à réaliser le poids léger du boîtier de batterie.

(3) Sélection des matériaux : nous pouvons choisir des matériaux à faible densité. Par exemple, le couvercle supérieur du pack de batteries électriques est progressivement passé du couvercle supérieur traditionnel en tôle au couvercle supérieur composite, ce qui peut réduire le poids d'environ 35 %. Pour le boîtier inférieur de la batterie, il est progressivement passé du schéma traditionnel en tôle au schéma en profilé d'aluminium, réduisant le poids d'environ 40 %, et l'effet de légèreté est évident.

(4) Conception intégrée de l'ensemble du véhicule : la conception intégrée de l'ensemble du véhicule et la conception structurelle de l'ensemble du véhicule doivent être pleinement prises en compte, et les parties structurelles doivent être partagées et partagées autant que possible, comme les anti- conception de collision, pour atteindre le poids plume ultime.

Les batteries électriques sont des produits très complets. Si vous souhaitez améliorer un aspect des performances, vous risquez de sacrifier d'autres aspects des performances. C'est la base pour comprendre la conception et le développement des batteries. Les batteries électriques de puissance sont dédiées aux véhicules, la densité d'énergie n'est donc pas la seule mesure de la qualité de la batterie.