Introdução:
Baterias ternárias de lítio ebaterias de fosfato de ferro-lítioExistem dois tipos principais de baterias de lítio atualmente amplamente utilizadas em veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia e outros dispositivos eletrônicos. Mas você entende suas características e diferenças? Sua composição química, desempenho e aplicações são significativamente diferentes. Vamos aprender mais sobre elas com a Heltec.
Composição do material:
Bateria ternária de lítio: O material do eletrodo positivo é geralmente óxido de níquel-cobalto-manganês (NCM) ou óxido de níquel-cobalto-alumínio (NCA), composto por óxidos de níquel, cobalto, manganês ou níquel, cobalto, alumínio e outros elementos metálicos, e o eletrodo negativo é geralmente grafite. A proporção de níquel, cobalto, manganês (ou alumínio) entre eles pode ser ajustada de acordo com as necessidades específicas.
Bateria de fosfato de ferro-lítio: o fosfato de ferro-lítio (LiFePO₄) é usado como material do eletrodo positivo, e o grafite é usado como material do eletrodo negativo. Sua composição química é relativamente estável e não contém metais pesados nem metais raros, sendo, portanto, mais ecológica.
Desempenho de carga e descarga:
Bateria ternária de lítio: alta velocidade de carga e descarga, adaptável a altas correntes de carga e descarga, adequada para equipamentos e cenários com alta demanda por velocidade de carregamento, como veículos elétricos que suportam carregamento rápido. Em ambientes de baixa temperatura, seu desempenho de carga e descarga também é relativamente bom, com perda de capacidade reduzida.
Bateria de fosfato de ferro-lítioA bateria apresenta velocidade de carga e descarga relativamente lenta, mas com desempenho estável em ciclos de carga e descarga. Suporta carregamento rápido e pode ser totalmente carregada em até 1 hora, porém a eficiência de carga e descarga geralmente fica em torno de 80%, ligeiramente inferior à de baterias de lítio ternárias. Em baixas temperaturas, seu desempenho cai significativamente, e a taxa de retenção de capacidade pode ser de apenas 50% a 60%.
Densidade energética:
Bateria ternária de lítio: A densidade de energia é relativamente alta, geralmente atingindo mais de 200 Wh/kg, e alguns produtos avançados podem ultrapassar 260 Wh/kg. Isso permite que as baterias ternárias de lítio armazenem mais energia no mesmo volume ou peso, proporcionando maior autonomia para dispositivos, como veículos elétricos, que podem percorrer distâncias maiores.
Bateria de fosfato de ferro-lítio: A densidade de energia é relativamente baixa, geralmente em torno de 110-150 Wh/kg. Portanto, para atingir a mesma autonomia que as baterias de lítio-ferro-fosfato, as baterias de fosfato de ferro-lítio podem exigir um volume ou peso maior.
Ciclo de vida:
Bateria de lítio ternária: A vida útil é relativamente curta, com um número teórico de ciclos de cerca de 2.000. Na prática, a capacidade pode cair para cerca de 60% após 1.000 ciclos. O uso inadequado, como sobrecarga ou descarga excessiva, e a utilização em ambientes de alta temperatura, aceleram a degradação da bateria.
Bateria de fosfato de ferro-lítio: Longa vida útil, com mais de 3.500 ciclos de carga e descarga, e algumas baterias de alta qualidade podem chegar a mais de 5.000 ciclos, o que equivale a mais de 10 anos de uso. Possui boa estabilidade da estrutura cristalina, e a inserção e remoção de íons de lítio têm pouco efeito sobre ela, apresentando boa reversibilidade.
Segurança:
Bateria ternária de lítio: baixa estabilidade térmica, propensa a fuga térmica sob altas temperaturas, sobrecarga, curto-circuito e outras condições, resultando em um risco relativamente alto de combustão ou mesmo explosão. No entanto, com o avanço da tecnologia e o fortalecimento das medidas de segurança, como o uso de sistemas de gerenciamento de bateria mais avançados e a otimização da estrutura da bateria, sua segurança também está melhorando constantemente.
Bateria de fosfato de ferro-lítio: boa estabilidade térmica, o material do eletrodo positivo não libera oxigênio facilmente em altas temperaturas e não começa a se decompor até 700-800°C. Além disso, não libera moléculas de oxigênio quando submetida a impactos, perfurações, curto-circuitos e outras situações, e não é propensa a combustão violenta, apresentando alto desempenho de segurança.
Custo:
Bateria ternária de lítio: devido ao material do eletrodo positivo conter elementos metálicos caros, como níquel e cobalto, e aos altos requisitos do processo de produção, bem como às exigências ambientais mais rigorosas, o custo é relativamente elevado.
Bateria de fosfato de ferro-lítioO preço das matérias-primas é relativamente baixo, o processo de produção é relativamente simples e o custo total apresenta certas vantagens. Por exemplo, em veículos de novas energias, os modelos equipados com baterias de fosfato de ferro-lítio costumam ter preços relativamente baixos.
Conclusão
A escolha da bateria depende principalmente dos requisitos específicos da aplicação. Se forem necessárias maior densidade de energia e maior vida útil, as baterias de lítio ternárias podem ser uma opção melhor; se segurança, durabilidade e longa vida útil forem as prioridades, as baterias de fosfato de ferro-lítio são mais adequadas.
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Data da publicação: 27/12/2024