Rafhlaðan er kölluð hjarta rafknúins ökutækis; vörumerki, efni, afkastageta, öryggisafköst o.s.frv. rafhlöðu rafknúins ökutækis hafa orðið mikilvægar „víddir“ og „breytur“ til að mæla rafknúin ökutæki. Eins og er er kostnaður við rafhlöðu rafknúins ökutækis almennt 30%-40% af heildarkostnaði ökutækisins, sem má segja að sé kjarninn í aukabúnaði!
Eins og er eru helstu rafhlöður sem notaðar eru í rafknúnum ökutækjum á markaðnum almennt skipt í tvo flokka: þríhyrningslaga litíumrafhlöður og litíumjárnfosfatrafhlöður. Næst ætla ég að greina stuttlega muninn, kosti og galla þessara tveggja rafhlöðu:
1. Mismunandi efni:
Ástæðan fyrir því að það er kallað „þríhyrningslaga litíum“ og „litíum járnfosfat“ vísar aðallega til efnaþátta „jákvæðs rafskautsefnis“ rafhlöðunnar;
Þríþætt litíum:
Katóðuefnið notar þríþætt katóðuefni úr litíum-nikkel-kóbaltmanganati (Li(NiCoMn)O2) fyrir litíum-rafhlöður. Þetta efni sameinar kosti litíum-kóbaltoxíðs, litíum-nikkeloxíðs og litíummanganats og myndar þannig þriggja fasa evtektískt kerfi þessara þriggja efna. Vegna þríþættrar samverkunaráhrifa er heildarafköst þess betri en nokkurs einstaks samsetningarefnis.
"Lítíum járnfosfat":
Vísar til litíumjónarafhlöðu sem notar litíumjárnfosfat sem katóðuefni. Einkennandi fyrir rafhlöðurnar eru að þær innihalda ekki eðalmálma eins og kóbalt, hráefnisverð er lágt og fosfór- og járnauðlindir eru miklar í jörðinni, þannig að það verða engin vandamál með framboð.
samantekt
Þríþætt litíumefni eru af skornum skammti og eru að hækka með hraðri þróun rafknúinna ökutækja. Verð þeirra er hátt og þau eru mjög takmörkuð af uppstreymis hráefnum. Þetta er einkenni þríþætts litíums eins og er;
Litíumjárnfosfat, þar sem það notar lægra hlutfall af sjaldgæfum/eðalmálmum og er aðallega ódýrt og mikið járn, er ódýrara en þríþættar litíumrafhlöður og verður minna fyrir áhrifum af hráefnum sem koma upp í framleiðslu. Þetta er einkenni þess.
2. Mismunandi orkuþéttleiki:
„Þríþætt litíumrafhlöður“: Vegna notkunar virkari málmþátta er orkuþéttleiki almennra þríþættra litíumrafhlöða almennt (140wh/kg ~ 160wh/kg), sem er lægri en þríþættra rafhlöðu með hátt nikkelhlutfall (160wh/kg～180 wh/kg); orkuþéttleiki sumra þyngda getur náð 180 Wh-240 Wh/kg.
„Litíum járnfosfat“: Orkuþéttleikinn er almennt 90-110 W/kg; sumar nýstárlegar litíum járnfosfat rafhlöður, svo sem blaðrafhlöður, hafa orkuþéttleika allt að 120W/kg-140W/kg.
samantekt
Stærsti kosturinn við „þríþætta litíumrafhlöðu“ umfram „litíum járnfosfat“ er mikil orkuþéttleiki hennar og hraður hleðsluhraði.
3. Mismunandi aðlögunarhæfni við hitastig:
Lághitaþol:
Þrískipt litíum rafhlaða: Þrískipt litíum rafhlaða hefur framúrskarandi lághitaþol og getur viðhaldið um 70% ~ 80% af eðlilegri rafhlöðugetu við -20°C.
Litíum járnfosfat: Þolir ekki lágt hitastig: Þegar hitastigið er undir -10°C,
Litíum-járnfosfat rafhlöður rofna mjög hratt. Litíum-járnfosfat rafhlöður geta aðeins viðhaldið um 50% til 60% af eðlilegri rafhlöðugetu við -20°C.°C.
samantekt
Það er mikill munur á aðlögunarhæfni „þríhyrnings litíumrafhlöðu“ og „litíumjárnfosfat“ að hitastigi; „litíumjárnfosfat“ er þolnara fyrir háum hita; og lághitaþolnar „þríhyrnings litíumrafhlöður“ hafa betri endingu rafhlöðunnar á norðlægum svæðum eða veturna.
4. Mismunandi lífslengdir:
Ef eftirstandandi afkastageta/upphafsafkastageta = 80% er notuð sem lokapunktur prófunarinnar, prófið:
Litíum járnfosfat rafhlöðupakkar hafa lengri líftíma en blýsýrurafhlöður og þríhyrningslaga litíum rafhlöður. „Lengsti líftími“ blýsýrurafhlöður sem festar eru í ökutæki er aðeins um 300 sinnum; þríhyrningslaga litíum rafhlöður geta fræðilega enst allt að 2.000 sinnum, en í raunverulegri notkun minnkar afkastagetan niður í 60% eftir um 1.000 sinnum; og raunverulegur líftími litíum járnfosfat rafhlöðu er 2000 sinnum, en afkastagetan er samt 95% á þessum tíma og hugmyndafræðilegur líftími þeirra nær meira en 3000 sinnum.
samantekt
Rafhlöður eru tæknilega hápunktur rafhlöðu. Báðar gerðir litíumrafhlöðu eru tiltölulega endingargóðar. Fræðilega séð er líftími þríhyrnings litíumrafhlöðu 2.000 hleðslu- og afhleðsluhringrásir. Jafnvel þótt við hleðjum hana einu sinni á dag getur hún enst í meira en 5 ár.
5. Verð eru mismunandi:
Þar sem litíum-járnfosfat rafhlöður innihalda ekki eðalmálma er hægt að lækka kostnað við hráefni mjög lágt. Þríþættar litíum rafhlöður nota litíum-nikkel-kóbaltmanganat sem jákvætt rafskautsefni og grafít sem neikvætt rafskautsefni, þannig að kostnaðurinn er mun hærri en litíum-járnfosfat rafhlöður.
Þríþættar litíum rafhlöður nota aðallega þríþættar katóðuefni úr „litíum nikkel kóbalt manganati“ eða „litíum nikkel kóbalt alúmínati“ sem jákvæða rafskaut, aðallega með nikkelsalti, kóbaltsalti og mangansalti sem hráefni. „Kóbaltþátturinn“ í þessum tveimur katóðuefnum er eðalmálmur. Samkvæmt gögnum frá viðeigandi vefsíðum er innlent viðmiðunarverð á kóbaltmálmi 413.000 júan/tonn og með fækkun efnis heldur verðið áfram að hækka. Eins og er er kostnaður við þríþættar litíum rafhlöður 0,85-1 júan/wh og hann er nú að hækka með markaðseftirspurn; kostnaður við litíum járnfosfat rafhlöður sem innihalda ekki eðalmálma er aðeins um 0,58-0,6 júan/wh.
samantekt
Þar sem „litíum járnfosfat“ inniheldur ekki eðalmálma eins og kóbalt er verð þess aðeins 0,5-0,7 sinnum hærra en þríþættar litíum rafhlöður; lágt verð er stór kostur litíum járnfosfats.
Samantekt
Ástæðan fyrir því að rafknúin ökutæki hafa blómstrað á undanförnum árum og tákna framtíðarstefnu bílaþróunar, sem veitir neytendum sífellt betri upplifun, er að miklu leyti vegna stöðugrar þróunar á rafhlöðutækni.
Birtingartími: 28. október 2023
