टेस्ला को 2170 में क्यों बदला गया? टर्नरी लिथियम बैटरी के क्या फायदे हैं?

18650 बैटरी टेस्ला की एक किंवदंती थी। अब, मॉडल 3 के बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ, 18650 बैटरी का ऐतिहासिक मिशन समाप्त हो रहा है। सभी टेस्ला मॉडल 21700 लिथियम बैटरी की जगह ले सकते हैं। आखिर इसकी वजह क्या है?

1. संरचना और वर्गीकरण?

लिथियम बैटरी का मतलब है कि इलेक्ट्रोकेमिकल प्रणाली में लिथियम बैटरी होती है, जिसे मोटे तौर पर लिथियम बैटरी और लिथियम बैटरी में विभाजित किया जा सकता है। धात्विक लिथियम न होने और रिचार्जेबल होने की इसकी व्यावसायिक प्रकृति के कारण, लिथियम बैटरी को दिखने में बेलनाकार और चौकोर में विभाजित किया जा सकता है, और यह मुख्य रूप से चार भागों से बनी होती है: सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट और डायाफ्राम सामग्री (यह लेख) यह मूल है, कृपया निर्दिष्ट करें कि क्या इसे पुन: प्रस्तुत किया गया है)।

लिथियम बैटरी में उपयोग की जाने वाली विभिन्न एनोड सामग्री और एनोड सामग्री को विभिन्न प्रकार की बैटरी में विभाजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आमतौर पर उपयोग की जाने वाली एनोड सामग्री में लिथियम कोबालेट, लिथियम मैंगनेट, निकल, लिथियम आयरन फॉस्फेट और टर्नरी सामग्री शामिल हैं। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली एनोड सामग्री में ग्रेफाइट कार्बन सामग्री, टिन आधारित सामग्री, सिलिकॉन सामग्री और टाइटेनियम आधारित सामग्री शामिल हैं। उनमें से, लिथियम बैटरी के लिए लिथियम कोबालेट बहुसंख्यक एनोड सामग्री है।

2. लिथियम बैटरी की तकनीकी दिशा क्या है?

इसे ट्राई कोबाल्ट मैंगनीज भी कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज की तीन सामग्रियां सकारात्मक सामग्री हैं, ग्रेफाइट बैटरी की सकारात्मक सामग्री है, और इसके निकल नमक, कोबाल्ट नमक और मैंगनीज नमक कच्चे माल हैं। निकेल, कोबाल्ट और मैंगनीज का अनुपात वास्तविक स्थिति के अनुसार समायोजित किया जा सकता है। जापान और कोरिया जैसी मुख्य तकनीकी दिशाओं वाली बैटरी कंपनियाँ, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी नकारात्मक सामग्री के रूप में लिथियम फेरस फॉस्फेट और नकारात्मक सामग्री के रूप में ग्रेफाइट पर आधारित होती हैं, जो BYD की मुख्य तकनीकी दिशा है; लिथियम टाइटेनेट बैटरियों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। एक कैथोड सामग्री के रूप में लिथियम टाइटेनेट है, जबकि लिथियम मैंगनेट और लिथियम आयरन फॉस्फेट टर्नरी सामग्री और लिथियम बैटरी की कैथोड सामग्री हैं। यह वर्तमान में झुहाई सिल्वर की मुख्य दिशा है। अन्य कैथोड के रूप में लिथियम टाइटेनेट है, और लिथियम धातु या लिथियम मिश्र धातु कैथोड लिथियम बैटरी है (यह एक मूल उत्पाद है, कैट कार स्टार्टर, कृपया स्थानांतरण निर्दिष्ट करें)।

3. टर्नरी लिथियम बैटरी के क्या फायदे हैं?

टर्नरी लिथियम बैटरी का सबसे बड़ा लाभ इसकी उच्च ऊर्जा भंडारण घनत्व में निहित है, आमतौर पर 200WH/किग्रा से ऊपर, और 90-120Wh/किग्रा लिथियम आयरन फॉस्फेट से संबंधित है, जो माइलेज के लिए यात्री कार बाजार की मांग के लिए अधिक उपयुक्त है। . टर्नरी लिथियम बैटरी सामग्री का अपघटन तापमान लगभग 200 ℃ है, जो ऑक्सीजन अणुओं को छोड़ देगा। उच्च तापमान और तेजी से दहन, इलेक्ट्रोलाइट बैटरी और सहज दहन और विस्फोट के खतरों के मामले में, बैटरी के लिए प्रबंधन की आवश्यकताएं बहुत अधिक हैं। (ओवीपी) ओवरचार्ज प्रोटेक्शन, डिस्चार्ज प्रोटेक्शन (यूवीपी), ओवर टेम्परेचर प्रोटेक्शन (ओटीपी) और ओवर-करंट प्रोटेक्शन (ओसीपी) से बना होना चाहिए। इसलिए, चीनी बाजार में 76% तक शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों द्वारा टर्नरी लिथियम बैटरी का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इलेक्ट्रिक बसों की संख्या केवल 27.6% है, जबकि लिथियम आयरन फॉस्फेट 64.9% है।

4. टेस्ला ने 2170 पर स्विच क्यों किया?

टेस्ला द्वारा उपयोग की जाने वाली बैटरी संख्या 18650 और 2170 टर्नरी कॉपोलीमर लिथियम बैटरी हैं। 18650 एक बेलनाकार बैटरी है जिसका व्यास 18 मिमी और लंबाई 65 मिमी है, और 2170 एक बेलनाकार बैटरी है जिसका व्यास 21 मिमी और लंबाई 70 मिमी है। चूंकि प्रक्रिया नियंत्रण और कच्चे माल के माध्यम से ऊर्जा घनत्व में सुधार करना और बैटरी की लागत को कम करना असंभव है, बड़ी मात्रा वाली 2170 बैटरी एक अपरिहार्य विकल्प बन जाती है। मॉडल3 के प्रथम प्रयोग के बाद मॉडल और मॉडलएक्स को बदले जाने की उम्मीद है।

मस्क का दावा है कि 2170 में बैटरी दुनिया में सबसे अधिक ऊर्जा घनत्व और सबसे सस्ती बैटरी है, जिसका ऊर्जा घनत्व 300 WH/kg तक है, जो 18650 में 233 WH/kg से संबंधित है। ऊर्जा घनत्व में लगभग 20 की वृद्धि हुई है %, लेकिन इसके बैटरी सिस्टम की लागत 155 डॉलर/डब्ल्यूएच है, जो 171/18650 डब्ल्यूएच से संबंधित है, जो एक सीमित कटौती है। हालाँकि मस्क को 100 डॉलर प्रति वाट घंटे का लक्ष्य हासिल करने से पहले अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, फिर भी यह एक कदम आगे है। अगला कदम लागत कम करने के लिए नई बैटरी सामग्री का आविष्कार करना होना चाहिए। टर्नरी लिथियम बैटरी एक प्रकार की लिथियम बैटरी है जो लिथियम निकल कोबाल्ट मैंगनीज ऑक्साइड (Li (NiCoMn) O2) टेरपोलिमर से बनी होती है। टर्नरी मिश्रित कैथोड सामग्री का पूर्ववर्ती उत्पाद कच्चे माल के रूप में निकल नमक, कोबाल्ट नमक और मैंगनीज नमक लेता है, और निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज के अनुपात को वास्तविक स्थिति के अनुसार समायोजित किया जा सकता है।

सुरक्षा सर्वोच्च प्राथमिकता है

टर्नरी लिथियम बैटरी की विशेषताएं उच्च ऊर्जा घनत्व और उच्च वोल्टेज हैं, इसलिए समान वजन वाले बैटरी पैक की क्षमता अधिक होती है, और कार अधिक दूर और तेजी से जा सकती है। हालाँकि, इसकी कमजोरी इसकी खराब स्थिरता में निहित है। यदि कोई आंतरिक शॉर्ट सर्किट होता है या सकारात्मक पदार्थ पानी का सामना करता है, तो खुली लपटें होंगी। इसलिए, आमतौर पर सुरक्षा के लिए स्टील शेल की एक परत का उपयोग किया जाता है। टेस्ला का बैटरी पैक लगभग 7000 18650 बैटरियों से बना है। हालाँकि टेस्ला बैटरी पैक के लिए चौतरफा सुरक्षा प्रदान करता है, फिर भी अत्यधिक टक्कर दुर्घटनाओं में आग का खतरा बना रहता है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि ये दोनों सामग्रियां एक निश्चित तापमान पर पहुंचने पर विघटित हो जाएंगी। लिथियम टर्नरी लगभग 200 ℃ कम है और लिथियम आयरन फॉस्फेट लगभग 800 ℃ कम है। टर्नरी लिथियम सामग्री की रासायनिक प्रतिक्रिया अधिक तीव्र होती है, जो ऑक्सीजन अणुओं को छोड़ेगी, और इलेक्ट्रोलाइट उच्च तापमान पर तेजी से जलेगा, जिससे श्रृंखला प्रतिक्रिया होगी। संक्षेप में, लिथियम आयरन फॉस्फेट की तुलना में लिथियम टर्नरी को प्रज्वलित करना आसान है। यह ध्यान देने योग्य है कि हम सामग्रियों के बारे में बात कर रहे हैं, तैयार बैटरियों के बारे में नहीं।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी अधिक स्थिर होती है। भले ही पैनल टूट गया हो, शॉर्ट सर्किट से विस्फोट नहीं होगा और जल नहीं जाएगा, और बैटरी 350 ℃ के उच्च तापमान के तहत आग नहीं पकड़ेगी (तीन लिथियम बैटरी 180-250 ℃ पर नहीं ले जाई जा सकती हैं)। इसलिए, सुरक्षा प्रदर्शन के मामले में, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी बेहतर है।

चूंकि टर्नरी लिथियम सामग्रियों में ऐसे संभावित सुरक्षा खतरे होते हैं, इसलिए निर्माता दुर्घटनाओं को रोकने की भी कोशिश कर रहे हैं। टर्नरी लिथियम सामग्रियों की पायरोलिसिस विशेषताओं के अनुसार, निर्माता ओवरचार्ज प्रोटेक्शन (ओवीपी), ओवर डिस्चार्ज प्रोटेक्शन (यूवीपी), ओवर टेम्परेचर प्रोटेक्शन (ओटीपी) और ओवर करंट प्रोटेक्शन (ओसीपी) को बहुत महत्व देंगे। टेस्ला सुरक्षा को लेकर आश्वस्त है क्योंकि उसके पास एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली है जो उसकी अधिक सक्रिय लिथियम बैटरियों को बेहतर ढंग से प्रबंधित कर सकती है। बेशक, जैसे-जैसे अधिक से अधिक बैटरी कंपनियां, ऑटोमोबाइल कंपनियां और पेशेवर बैटरी प्रबंधन कंपनियां इस क्षेत्र में विकसित हो रही हैं, अधिक से अधिक कंपनियां उत्कृष्ट बैटरी प्रबंधन भी हासिल कर सकती हैं, जिससे सुरक्षा में काफी सुधार होगा।