Сравнительные характеристики li-ion батарей на начало 2021 года

В связи с постоянным обсуждением батарей от разных производителей, основанной на разной химии, решил кратко в табличный форме представить текущее положение дел.

самостоятельные данные

Некоторые значения в таблице не заполнены, чтобы не нарушать NDA.
Недостаток 21700 - это 11% веса в ячейке, что приходятся на оболочку.
Преимущество LFP CTP (CATL) - на 23% дешевле за Вт*ч, чем ячейки на химии NCM, NCA (21700, LGX).
Окончательная стоимость LiS (OXIS Ene) и 4680 на момент заметки - не сформирована.
Для сравнения, первый производственный образец ячейки 21700 летом 2016 года при весе чуть менее 60 грамм (33 грамма - общий вес электродов) имел емкость в 2,76Ач. В январе 2021 года, серийная версия последней модификации ячейки 21700 при весе в 70 грамм (46 грамм - электроды) имеет емкость в 5,26Ач.

{ "author_name": "евгений аношин", "author_type": "self", "tags": [], "comments": 28, "likes": 18, "favorites": 15, "is_advertisement": false, "subsite_label": "transport", "id": 194860, "is_wide": true, "is_ugc": true, "date": "Sat, 09 Jan 2021 14:04:03 +0300", "is_special": false }
(function(w, d, id) { var h = 5000; var a = d.querySelector('#volvo-head'); var b = d.querySelector('[data-content-id="'+id+'"]'); var i = []; if (a && b) { a.style.display = 'block'; startSlideShow(); } var c = 0; var id = 0; function startSlideShow() { i = [].slice.call(a.querySelectorAll('.volvo-head__text span')); nextSlide(); }; function changeSlide() { var p = c; c += 1; if (c >= i.length) { c = 0; } if (i[p]) { i[p].classList.remove('volvo-head__active'); } if (i[c]) { i[c].classList.add('volvo-head__active'); } }; function nextSlide() { id = setTimeout(function() { var a = d.querySelector('#volvo-head'); if (a) { changeSlide(); nextSlide(); } }, h); }; }(window, document, 137185));
0
28 комментариев
Популярные
По порядку
Написать комментарий...

Бонус для прочитавших...
Анонсированная летом батарея от Catl способна выдержать пробег в 1 млн миль = 1,6 млн км.
Ее тех характеристики предложенные на рынок к поставкам в 4 квартале 21 года. 
LFMP (1/2F,  1/2M) ячейка с добавлением марганца имеет энергетическую плотность на уровне ячейки в 190Втч/кг. 
При сопоставимом с батареей в Модел 3 lr awd (perfom, model y) весе (480кг), она имеет чуть более низкий запас энергии - 73 200Втч (70 200Втч - используемой). Это обеспечивает пробег на одном заряде в цикле WLTP - 530 км.
При 100% циклах (0-100%) и токах заряда до 400А (мощность до 155Квт) батарея выдерживает 2000 циклов (более 1 млн км) с потерей полной ёмкости на 20%. При 80% циклах (5-85%) и тех же токах (мощности зарядки) она выдерживает 3000 циклов заряда с потерей не более 20% полной ёмкости. Это и дает коммерческие 3000*530= 1,59 млн км.
К сожалению, минимальная температура для ячейки ограничена -15 градусами Цельсия, в отличии от -30 градусов для ячеек на ncm, ncma, nca. Стоимость батареи на 16% выше чем на 21700 nca, из-за отработки технологии (нестабильного процента качественного выхода). ред.

3

Продолжаем...
Теоретическая Емкость ячеек 21700 nca прошлого поколения - 260Вт*ч/кг. Практическая - 238Вт*ч/кг.
Теоретическая Емкость ячейки нового поколения 21700 - 270вт*ч/кг. Практическая - 247вт*ч/кг.
Теоретическая Емкость ячейки 4680 Кремний - 288 Вт*ч/кг. Практическая - 265Вт*ч/кг. Вес ячейки - 360-385 грамм)).

3

Ну и последнее...
Достаточно широко известная из утечек о спецификации европейской версии модел 3 и У - одна из версий новой ёмкости батарей.
Ее размер - 82900втч (83квтч), достаточно понятен из характеристик напряжения (345,6В = 3,6*96) на токовый запас (240ач= 30*8 ячеек). Эффективная (используемая) энергия - 77,8Квтч. Всего ячеек - 96*8= 768. 
Максимальная длительная мощность - 250Квт
Вес батареи - 370-375 кг. Насколько изменится характер машины, ее динамические характеристики, управляемость - при снижение веса на 6%, центрировки веса относительно продольной оси на 12%?)

3

Не будем мешать автору дописывать статью в комментах (тихо выходит).

4

За рамками осталось два вида аккумуляторов совершенно бесполезных для автомобилей, но почему то интересных для читателей.
Первый это литий-титанатный аккумулятор (LTO).
Лучшее предложение для них это ячейка SCiB от Тошиба - выдающая 23Ач при напряжении 2,3В и весе в 550 грамм.
Для построения (сравнимой с другими) батареи по емкости нужны 153 последовательных пакетов (153*2*3= 351,9В), собранные по 10 параллельных ячеек (23*10=230Ач). Такая батарея будет иметь запас энергии в 80900Вт (используемая - 77800Вт), со способностью к длительной максимальной мощности в 281Квт. Такую батарею можно заряжать мощностью в 500Квт, т.е. на 90% (70 кВтч) за 9 минут. Циклов выдержит более 10000 единиц и безопасность практически идеальная. Недостаток? Вес. Только ячейки такой батареи потянут на 842 килограмма, в полностью собранная батарея - 1090 килограмм.

0

Второй, это ходовой в последнее время в российских кругах - натрий-ионный аккумулятор (Na-ion). Что поделаешь, лития в промышленном объеме на территории России нет, зато много соды, а значит и натрия. Преимущества такой батареи - дешевизна составляющих для электрода (рекламируется до 100 раз меньше стоимость материалов для катода) и сохранение напряжения на уровне 3,6В.
Недостатки? Во-первых, жизненный цикл (сохранение 80% емкости) - не более 150 раз. Во- вторых, емкость ячейки (из-за использования натрия) даже теоретически хуже текущего поколения NCM, NCA ячеек в 2 раза, а на практике параметры хуже в 2,5 раза. Фактически батарея сопоставимая по размеру и вес с батареей на Модел 3 - будет иметь емкость в 30Квтч (180 км) и хватит ее на 27 000 км (150циклов*180км), параметры макисмальной нагрузки и вовсе не интересны. 
Да и с ценой есть вопросы. Текущая стоимость ячейки химии NCA, NCM811 в формате 21700 составляет 1,76 доллара, в котором производственная себестоимость ячейки 1,16 доллара. Стоимость материалов катода - 0,91 доллара, при замене на соединения натрий - 0,023. Таким образом - ячейка будет стоить - 0,873 доллара. Всего в два раза дешевле. Нужна ли кому такая экономия? ну если только освоить бюджет.

1

Автор, по твоему мнению, за какими батареями будущее? Есть мнение, что лития на всех не хватит

0

На горизонте 3-4 года?
1 место. Ячейки на катоде NCMA и кремниевом аноде. В формате 21700 они дадут запас в 23Втч против 19,1Втч текущих. 
2 место. Второе поколение литий-железно-марганец фосфатных ячеек. С повышением напряжения до 3,7В их плотность энергии вырастет на уровне ячейки до 230втч/кг (16,2втч - 1 cell). А плюсы: дешевизна, долгая живучесть - останутся.
Уменьшится расход на смазки и в производстве стекла (крупнейшие потребители лития). ред.

1

Напомню. На 1Квтч батареи нужно 120 грамм лития и 200 грамм кобальта. 
Производство в 2020 году Теслы потребовалт - 5,6 тысяч тонн лития - это 8% годового производства. Но литий в отличии от нефти и газа не сжигается при использовании.  ред.

0

а его научились извлекать/вытравливать из отработанных аккумуляторов?

0

да.
несмотря на то что проблема переработки больше в настоящий момент свойственна литий-кобальтовым аккумулятором ииз смартфонов, переносимой техники. Даже бракованные батареи с машин достаточно легко чинятся (заменой ячеек) и отправляются работать в стационарные накопители (электростанции, дома, стационарные мощные зарядки и тп). 
А так дробление и гидрометаллургические процессы дают 85% повторного использования

0

я гуглил, на русском языке ничего нет про переработку литиевых/кобальтовых аккумуляторов

1

ну ты эту статью заново напиши, с картинками и столбчатыми графиками и со всеми дополнениями

0

Нельзя. Соглашение о неразглашении данных). Одно дело комментировать, другое писать статью. Такие статьи надо согласовывать тогда

0

не понял. Разглашение чьих данных? ты разве закрытую информацию публикуешь?

0

Переводить циклы в километры - некорректно. В лучшем случае, в длительность эксплуатации, в расчете 1 цикл - 1 день. Тогда 2000 циклов Model 3 превратиться в 6 лет эксплуатации. Что, в лучшем случае, будет равно 200.000 км. И еще, в конце эксплуатации емкость падает. Поэтому, реальный срок эксплуатации ниже. 

0

Совершенно не понятно почему вы считаете что полный цикл (100%) разряда-заряда для ячейки в батареи это один день. Для этого необходимо тратить весь запас энергии

–1

Здесь я делаю несколько предположений. 
1. Пользователь предпочитает выезжать с полностью заряженной батареей.  съездил в магазин, потратил 5%, вечером воткнул в зарядку. Чтобы утром поехать с "полным баком". Примерно, как с телефонами. Ему же обещали 1млн км, беспокоится не о чем. 
2. В связи с особенностями экземпляра батареи, для определенных областей разряд будет происходить прежде, чем у других. Поэтому некотоые ячейки будут отдавать заряд раньше. И этот процесс будет системным. Возможно не с точностью до ячейки, но некоторые регионы будут регулярно разряжаться больше других, следовательно давать больше циклов.

Суммарно это приведет к преждевременному выходу отдельных ячеек из строя (как это опроисходит на Приусах). Только Тесла делает свои батареи неремонтопригодным сендвичем. Поэтому гарантия 5 лет, затем покупка батареи по стоимости новой. Старую, будте добры сдать. 

0

1. Цикл заряда до 100%? Это неприятно но не страшно. Страшнее (и то пока) зарядки объемом более 80% от батареи на суперчерджах - из-за нагрева.
2. Ну это не совсем так. Батарея состоит из блоков. Выход из строя отдельных ячеек возможен, но чаще всего причина нарушений в работе: изменения в катоде, сепараторе или деградация электролита из-за перегревов. Батарея ремонтопригодна, замена ячейки возможна и в гараже было бы желание. Гарантия не 5, а 8 лет. При замене по гарантии - старая сдается.  ред.

1

Еще бы добавил (как специалист проработавший на производстве) LFP самые безопасные...

0

Но и самые нестабильные с точки зрения эксплуатации

–1

Это если качество хромает. Оно сильно зависит от нанесения материалов на электроды + влага. Но если уровень производства высокий то все ячейки в батарее как однояйцевые близнецы + BMS ка хорошо контролирующая "разбег"...

0

скажем так ваша точка зрения верна для ячеек предыдущего поколения с плотностью энергии до 130втч/кг. С новыми (160Втч/кг) - это не так. 

–1

Что там изменилось то так технологически? Вальцевание что ли плотнее стало(уплотнение веществ анодного и катодного материалов) и из-за этого нестабильность? Может ключевое слово "новые" - технология не отработана...

0

Ни catl ни Guoxuan - не раскрывают причину резкой деградации (20% емкости за период пользования от месяц до квартала) при низких температурах.
Возможно проблема упаковки? И вакуумной сушки?
Пока единственное что сделано - понижен C-rate при зарядке до 1, и введена рекомендация еженедельной зарядки до 100% для отслеживания параметров батареи через bms

–1

LTO не горит и не взрывается.. Дает 20.000 циклов, а это 50+ лет при ежедневной эксплуатации. Работает до +45°С  до -30°С (на практике диапазон шире). Практически не убиваемая химия (перезаряды, глубокие разряды, хронический недозаряд). Про быструю зарядку вы написали.   Да тяжеловаты (+40%), но овчинка стоит выделки. На сколько я знаю, в Китае электробусы именно на LTO катаются. Из минусов - очень ограниченно предложение.   ред.

0

Автобусы в Китае ездят на lfp. Lto тяжелее ncm в 2,5 раза; lfp - в два раза. Ограниченное предложение из-за малого спроса. Причина? Стоимость. Приведенная мной батарея на 80,9квтч стоит 28000 долларов! (При заказе от 10 000 единиц), причем особых путей для снижения цен нет. 

0
Читать все 28 комментариев
«Российский рынок акций был и остаётся одним из самых привлекательных в мире»

Виталий Исаков, директор по инвестициям УК «Открытие» («Открытие Инвестиции»).

Ключевые события и новости недели Wildberries, Ozon, «Яндекс.Маркет» и AliExpress. Дайджест #13

Период новостной сводки: с 11.10.21 по 17.10.21

Всем отличного воскресенья, друзья! На связи команда Wildbox и наш еженедельный дайджест новостей и событий из мира маркетплейсов. В этот раз новостей много.

Когда устал вечером в Додо

Заказал пиццу и залипаю на то как ее готовят, и тут внезапно девушка начинает рисовать на раскатке и писать надписи, снова зашел через пару минут и тут...

Сложности общественного восприятия вопросов зависимости в наше время

На правах небольшого ответа статье про алкоголь.

Объявлены победители Finlanding
Бонусы без депозита для игры на реальные деньги. бесплатные фриспины за регистрацию 2021

Бездепозитные фриспины - это бесплатные вращения игровых автоматов, которые могут получить все новые игроки онлайн просто за регистрацию аккаунта

Сотрудник М.Видео: «Лучше не берите»

Или как М.Видео и Эльдорадо продаёт вам витринные образцы за полную цену.

Будущее наступит во вторник на OneRetailConf
Выхода нет

Мы живем в иллюзии. Все, что нас окружает, это иллюзия. Мы сами есть форма иллюзии. Все ваши мечты и планы иллюзорны. Богатство - это иллюзия. Бизнес - иллюзия. Зачем вы здесь? Для чего? Сколько вам еще осталось? Всё это не имеет никакого значения, ибо всё это иллюзорно.

Воцарение No-сode и Low-сode или оставляем программистов без работы

Настал час всех тех, кто давно мечтал запилить какое-то мега-нужное людям приложение, но на него не было денег. А теперь и не надо))

Дефицит цифровых кадров в России и их подготовка

Весь мир переходит в цифровую среду. Пока в ежегодном глобальном рейтинге конкурентоспособности Россия занимает 43-е место, но задерживаться на нем не намерена. Для этого правительство запустило программу «Цифровая экономика РФ», которая будет поддерживать цифровую экономику в стране и подготовку необходимых кадров.

null