Сколько лития в аккумуляторной батарее электромобиля?-battery-knowledge

• Лучший литиевый аккумулятор 18650

• Цилиндрическая литий-ионная батарея

• Лучшее руководство по литиево-ионной батарее

• Лучшее руководство по LiPo батареям

• Лучшее руководство по батарее Lifepo4

• Руководство по литиевой батарее 12 В

• Литий-ионный аккумулятор 48 В

• Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно

• Лучшая литий-ионная батарея 26650

Nov 25, 2019   Вид страницы：1512

Аккумуляторы для электромобилей — это батареи, используемые для питания силовой установки электромобиля. Как правило, это перезаряжаемые аккумуляторные батареи и в основном литий-ионные элементы. Батареи электромобилей производятся для питания в течение продолжительных периодов времени и, таким образом, отличаются от элементов запуска, освещения и зажигания (SLI). Эти батареи обычно представляют собой элементы глубокого цикла и характеризуются значительно более высоким соотношением мощности к весу по сравнению с другими обычными литий-ионными элементами. Они также содержат относительно высокую плотность энергии, а также удельную энергию и сделаны меньше и легче с целью уменьшения веса транспортного средства при одновременном повышении его характеристик.

Обычно в электромобилях используются литий-ионные и литий-ионные полимерные батареи. Это потому, что эти элементы способны обеспечивать высокую плотность энергии, несмотря на свой небольшой вес. На протяжении многих десятилетий усовершенствования и достижения литий-ионных батарей были вызваны исключительно высокими требованиями многих портативных электронных устройств.

Следовательно, это стало причиной увеличения их плотности энергии и производительности, и аккумуляторы электромобилей, похоже, извлекают из этого пользу. Для электромобилей с батарейным питанием аккумуляторная батарея, используемая при создании этих транспортных средств, составляет значительную часть общей стоимости машины.

Сколько лития в кг используется в аккумуляторах электромобилей?

Было бы довольно просто подсчитать количество лития, необходимое для обеспечения определенного количества энергии, необходимой для питания любого электронного устройства. Обычно литий имеет атомный вес 6,94 г / моль, что научно доказано, следовательно, доказывает, что небольшое количество лития имеет высокий потенциал в качестве источника энергии. Расчеты, используемые для оценки количества лития в литий-ионных батареях, основаны на точных оценках, поскольку использование любого элемента никогда не может быть фиксированным 100%. Содержание лития в литий-ионной батарее для электромобиля должно составлять около 0,85 кг карбоната лития на кВтч, что составляет примерно 0,16 кг металлического лития на кВтч.

Какие материалы используются в аккумуляторной батарее электромобиля?

1. литий-ионный

В основном это материал, который выбирают многие производители электромобилей. В ячейках отрицательные электроды изготовлены из графита, который представляет собой форму углерода, а положительные электроды — из оксидов металлов. Эти оксиды металлов могут быть оксидом лития-кобальта, тогда как электролит представляет собой соль лития, а не соль на основе жидкости. Перемещение этих солей между электродами облегчает передачу энергии, а литий-ионные элементы гарантируют производителям высокую плотность энергии.

Литий-ионные батареи, используемые в электромобилях, небольшие и легкие, но технология аккумуляторов быстро деградирует с возрастом. Однако эти элементы имеют увеличенную емкость до 40% по сравнению с другими, а их более легкая конструкция идеально подходит для электромобилей.

2. литий-кислородный

Эта аккумуляторная технология, разработанная Кембриджским университетом, способна заряжать более 2000 циклов. Они сделаны из угольных электродов и других добавок, которые делают аккумулятор стабильным и высокоэффективным. Он использует гидроксид лития с водой и йодид лития в качестве электролита, чтобы снизить скорость химических реакций, следовательно, повысить стабильность. Графеновые электроды батареи обеспечивают высокий КПД и увеличивают ее энергоемкость, делая ее перезаряжаемой чистым кислородом.

3. литий-сера

Литий-сера представляет собой технологию перезаряжаемых батарей с серным катодом, используемым для обеспечения более высокой плотности энергии, чем литий-ионные элементы, при таком же малом весе и более низкой стоимости.

Может ли хранение литиевой батареи повлиять на работу аккумулятора электромобиля?

Литий-ионные батареи предназначены для хранения в течение продолжительных периодов времени, при этом снижается скорость их разрушения во время хранения. Это позволяет пользователям заряжать аккумулятор до определенного уровня и хранить его в безопасном и рекомендованном месте в течение длительного времени, не используя его.

Однако вопрос о том, может ли батарея влиять на работу при использовании в электромобиле, остается в сознании многих любопытных людей. Во-первых, следует ознакомиться с тем фактом, что литиевые батареи, используемые в электромобилях, отличаются и имеют усовершенствованный дизайн, чем типовые батареи, используемые в различных электронных устройствах.

Как правило, батареи, используемые в электромобилях, рассчитаны на длительный срок службы около 8-10 лет с включенными циклами зарядки и разрядки. Эти батареи также способны противостоять суровым условиям окружающей среды, таким как сильная жара летом и отрицательные температуры зимой. Это потому, что они являются основным источником энергии автомобиля, и их выход из строя может привести к поломке всего автомобиля. Следовательно, их можно хранить в течение более длительных периодов времени и однажды использовать в электромобилях; ожидается, что они будут работать правильно.

По прошествии длительного периода времени батарея немного разрядилась или потеряла бы небольшое количество энергии.

Однако, поскольку они являются перезаряжаемыми аккумуляторами, они могут быть полностью заряжены. Следует отметить, что во время хранения рекомендуется поддерживать батареи в хорошем состоянии, например, очищая клеммы, чтобы поддерживать их в хорошем состоянии.

Заключение

Что касается выходной мощности на единицу веса, батарея воспроизводит только один процент энергии за счет различных видов ископаемого топлива. Это можно указать на то, что во время сравнения было установлено, что 1 литр бензина, эквивалентный 1 кг, имеет тенденцию производить 12 кВт, в то время как тесто 1 кг дает 120 Вт. Чтобы аккумулятор мог обеспечить такое эффективное и надежное количество энергии, используемое для питания автомобилей и, следовательно, заменить автомобили, работающие на топливе, его энергия должна быть значительно увеличена.

На транспортные средства, работающие на топливе, приходится большой процент всех выбросов углерода в атмосферу, внедрение электромобилей стремится снизить такие высокие уровни загрязнения и улучшить окружающую среду. Однако массовое использование электромобилей еще не достигло своего пика, и это может быть связано с недостаточным источником энергии, обеспечиваемым батареями, который нельзя сравнить с питанием от ископаемого топлива.

Однако окружающая среда подвержена риску отравления из-за высоких уровней выбросов углерода. Чтобы сделать его безопасным для человеческих поселений, необходимо принести жертвы и принять конкретные меры. С усовершенствованием технологий, таких как новые технологии, которые позволяют заряжать аккумулятор автомобиля за десять минут, ископаемое топливо будет сокращено исключительно для сохранения окружающей среды.

• Предыдущая статья： Цены на лом литий-ионных батарей
• Следующая статья： Как перезарядить литиевые батарейки в форме таблеток

Самые популярные категории

Индивидуальные решения

• Схема конструкции аккумулятора 11,1 В, 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B

• Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса

• Решения для литий-ионных аккумуляторов AGV 25,6 В, 38,4 Ач

Как перевозить литиевые батареи в самолете

Чтобы самолет не стал троянским конем, или Беспилотник на борту воздушного судна

«Как перевозить литиевые батареи в самолете. Новые правила перевозки литиевых батарей»

 Во время одной из командировок, удобно устроившись в кресле самолета, я вдруг услышал объявление по громкой связи о том, что обладателям телефонов Samsung Galaxy Note 7, необходимо обратиться к борт-проводникам. Я удивился и подумал: «Жаль, что у меня нет такого крутого телефона, наверное, владельцев этих гаджетов ожидают бонусы или бесплатный  wi-fi в самолете». Однако, мой сосед разуверил меня, рассказав о том, что батареи данных телефонов иногда воспламеняются и даже взрываются.

Оказывается, пассажиров с такими телефонами обязывают сдавать свои устройства в специальные боксы при перелете.

Когда дрон летит в качестве пассажира.

Это был 2015 год. Именно тогда ужесточились международные правила воздушной
перевозки литиевых батарей. Причина — риск воспламенения лития из-за замыкания или механического воздействия. В салоне человек может сам контролировать собственный смартфон, а в багажном или грузовом отсеках своевременно обнаружить и локализовать возгорание не так-то просто.  Запрет введен ориентировочно до 2018 года, когда планируется завершение работ над новым стандартом упаковки литий-ионных батарей.

В январе 2017 года у меня состоялась командировка в Самару. Литий-полимерные аккумуляторы нашего Phantom 4 относятся к классу литий-ионных батарей, на которые распространяются новые правила перевозки.

Напряжение (В) – 15,2

Емкость аккумулятора (мАч) – 5870 или 5,87(А/ч)

15,2 В * 5,87 А/ч = 89,22 (Ватт/ч)

Изучив инструкцию авиакомпании по правилам перевозки батарей, для осуществления своей деятельности мы взяли нашу верную рабочую лошадку, скорее даже Пегаса — DJI Phantom 4 Pro и семь запасных батарей к нему.

При вылете из Москвы нас никто не проверял. Кажется, работники аэропорта Домодедово пока не уделяют этому особого внимания. Однако, на обратном пути в удивительно красивом, современном, комфортабельном воздушном порту Самары, специально отстроенном к Чемпионату Мира по футболу 2018, к новым правилам безопасности полетов относятся с большим пристрастием… А по сему, к нашей компании возникло много вопросов.

Перед входом в аэропорт сотрудница воздушной гавани начала пытливый допрос о том, какие мы везем батареи, и какова их мощность. Удостоверившись, что мы проходим по нормам (до 100 Вт/ч), она, тем не менее, стала звонить начальству. При этом всех остальных пассажиров попросили перейти на другую ленту. Получив «добро» от руководства, администратор попросила взять батареи с собой в ручную кладь. Она не поленилась дойти с нами до стойки регистрации, чтобы лично проконтролировать, что мы не сдали батареи в багаж. После регистрации при личном досмотре уже с другим оператором у нас вновь завязался интересный диалог:

— Что у вас в сумке?

— Батареи

— Какие?

— Литий-ионные

— А сколько они Ампер/час?

Я возразил: «Вы хотели спросить, сколько они Ватт/час»?

Она настаивала:  «Сколько Ампер/час?»

Я начал терпеливо объяснять, что емкость перевозимых нами аккумуляторов находится в пределах разрешенных лимитов (до 100 Вт/ч), утвержденных Правилами перевозки. И эта земная фея воздушных ворот действовала по уже известному нам алгоритму – она начала звонить кому-то загадочному и, вероятно, компетентному, с докладом о перевозке литий-ионных  батарей. Потом лично проверила мощность аккумуляторов. Не внимая нашим объяснениям, что служба безопасности аэропорта уведомлена о нашем грузе, она еще раз куда-то позвонила и только после этого пропустила в самолет.

После этого приключения, я решил разобраться в вопросе перевозки литиевых  батарей и поделиться с вами информацией.

В феврале 2016г. международная организация гражданской авиации (ICAO) утвердила новые правила провоза литий-ионных аккумуляторов в багажных отделениях гражданских самолетов, которые в рекомендательном порядке распространяются на 191 страну-участницу ICAO, включая Россию. Инструкции предусматривают различные нюансы в зависимости от типа и емкости батарей.

Ниже приведу несколько особо-важных, на мой взгляд, моментов:

• Литий-ионные и литиевые источники тока признаны опасным грузом.
• Батареи или элементы литий-металлические или ионно-литиевые для бытовых электронных устройств, разрешены для перевозки только в ручной клади.
• Изделия, называемые внешними аккумуляторами, рассматриваются как запасные батареи. Контакты батареи должны быть изолированы друг от друга таким образом, чтобы исключалась возможность короткого замыкания.
• Устройства портативные электронные, содержащие литий — металлические, ионно-литиевые элементы или батареи, включая медицинские устройства и бытовую электронную технику (камеры, сотовые телефоны, ноутбуки и планшеты) разрешены к перевозке в том случае, когда они перевозятся пассажирами или экипажем для личного использования. Батареи не должны превышать содержание лития 2 г для литий-металлических батарей и 100 ватт/часов для ионно-литиевых батарей.
• Все источники питания, которые находятся не внутри перевозимой техники, должны быть упакованы так, чтобы была исключена возможность замыкания контактов.

Незнание закона не освобождает от ответственности.

Чтобы в предполетной суматохе впечатления не были омрачены изъятием Вашей техники, предлагаю ознакомиться с оригиналом документа здесь -Правила перевозки опасных грузов ИАТА издание 57, действует с 1 января 2016 г. https://www.iata.org/en/programs/cargo/dgr/download/

Что это значит, или Для тех, у кого время-деньги.

Чтобы очередной раз не утруждать себя перечитыванием 31-страничного документа, я вычленил для себя основное, надеюсь, это будет полезно и Вам:

1. Сдавать литий-ионные аккумуляторы в багаж можно! Для этого батарея должна быть установлена на ваше электронное устройство (или интегрирована в него), емкость батарейки должна быть менее 100 Вт/ч.  При перевозке ионно-литиевых аккумуляторов, удельная мощность которых в ватт-часах более 100 Вт/ч, но не превышает 160 Вт/ч внутри оборудования, требуется разрешение авиакомпании-перевозчика.Например, в правилах перевозки авиакомпаний «Аэрофлот» и «S7» разрешенные нормы удельной мощности составляют от 100 Вт-ч до 160 Вт-ч. Смотрите правила перевозки именно вашей авиакомпании.
2. Запасные, то есть не установленные никуда батареи, провозить в багаже нельзя! Их необходимо брать с собой в салон самолета (ручная кладь), и разрешается провозить два (2) литий- ионных аккумулятора не более 100 Вт/ч каждый.В нашем случае это аккумуляторы для Phantom 4 Pro. Этомогут быть и резервные аккумуляторы для переносных компьютеров, и большинство литий-ионных аккумуляторов для профессионального аудио/видео оборудования. Большинство литий-ионных батарей для приборов общего пользования обладают меньшей мощностью.
3. Батареи, которые имеют повышенное содержание лития, запрещены к перевозке в багажном отделении и могут быть перевезены в качестве опасного груза, в соответствии с правилами IATA.
4. При перевозкезапасные батареи должны отдельно защищаться таким образом, чтобы исключалась возможность короткого замыкания (например, посредством размещения в розничной упаковке, или обматывания лентой открытых полюсов, или размещения каждой батареи в отдельном пластиковом мешке или защитном пакете).  Если у батарейки отсутствует упаковка, а сотрудники пропускного пункта считают, что она нужна, пакетики вам выдадут и, даже сами упакуют в них батареи.
5. Стоит заметить, что все остальные типы батарей, в частности щелочные или никель-кадмиевые,могут перевозиться на авиатранспорте, как в ручном, так и в зарегистрированном багаже при условии их корректной защиты от короткого замыкания.

Строгость закона компенсируется, однако…

 

Это все теория, а на практике пока не все так строго.  В реальной жизни можно совершенно спокойно возить в ручной клади до трех (включительно) батарей емкостью до 160 (включительно) Вт/ч остальные (по две) отдать своим попутчикам, желательно непосредственно в процессе досмотра.

Теперь, планируя авиационный перелет, будьте готовы к тому, что у вас запросят информацию о мощности и содержании лития, как в запасных батареях, так и в батареях, которые являются частью оборудования.

Это не просто Правила. Это, прежде всего БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТА. Инструкции здесь всегда пишутся кровью. Чтобы самолет не стал, по Вашей беспечности, троянским конем, перевозящим коварных данайцев в виде литий-ионных и литиевых источников тока, уделите несколько минут Вашего драгоценного времени чтению требований и элементарным расчетам емкости Вашего оборудования. Это сохранит жизнь Вам и целому самолету.

Просто арифметика.

 

Справочно: Как измерить количество лития (2 грамма и более), если оно не указано на источнике питания сложно сказать, а вот ёмкость 100 В/часов, на самом деле, не так сложно. Как она вычисляется: (Емкость Вт/час) = (Емкость А-часов)*(Выходное напряжение, В). Если ток указан в мА, то следует разделить на 1000. То есть 15 000 мА/час равно 15 А/час. 

Возьмем, например, Литий-полимерный аккумулятор для DJI Inspire:

Напряжение (В) – 22,8

Емкость аккумулятора (мАч) – 5700 или 5,7(А/ч)

22,8 В * 5,7 А/ч = 129,96 (Ватт/ч)

Согласно международным правилам такой аккумулятор нельзя перевозить гражданской авиацией, но авиаперевозчики разрешают перевозить аккумуляторы до 160 Ватт/ч, так что перед полетом не поленитесь и ознакомьтесь с правилами Вашего авиаперевозчика, иначе аккумуляторы могут не принять к перевозке.

Безопасных вам полетов! 🙂

Оригинал статьи

Достаточно ли в мире лития для аккумуляторов?

• Хотя в мире достаточно лития, чтобы привести в действие революцию в области электромобилей, вопрос не столько в количестве, сколько в доступности.
• На Земле имеется около 88 миллионов тонн лития, но только четверть экономически целесообразна для добычи в виде запасов.
• Среднему литиевому руднику требуется как минимум несколько лет, чтобы начать работу, что создает проблемы.

---

Литий — это химический элемент и ключевой компонент аккумуляторов электромобилей (EV), который также известен под другим названием: « белое золото ». Это потому, что в будущем, питающемся от батарей, от наших электромобилей до наших смартфонов, литий быстро станет самым ценным товаром на планете.

Но в отличие от солнца, которое через свои лучи излучает свою энергию в безграничном изобилии, литий является конечным материалом. Как только оно ушло, оно ушло.

Говоря о нашей отчаянной потребности в зеленой энергетике будущего, многие заламывали руки по поводу того, достаточно ли лития, запертого в изверженных породах и соленой воде, чтобы удовлетворить потребности все более электрифицированного мира. Недавно Ханна Ричи, специалист по данным из Оксфордского университета, 9 лет.0012 исследовал, может ли этот дефицит лития действительно повлиять на будущие мировые планы по зеленой энергетике.

Короче говоря, Земля более чем способна обеспечить нас всем необходимым литием в обозримом будущем. С другой стороны, получение из Земли — это совсем другая история.

Истории по теме

• Эти батареи изменят нашу жизнь
• Ученые создают Святой Грааль батарей для электромобилей
• Армия испытывает проточную батарею

По данным Геологической службы США (USGS), на Земле содержится около 88 миллионов тонн лития. Из этого числа только четверть является экономически выгодной для добычи (это известно как «запасы»). К счастью, общие запасы лития на Земле, вероятно, будут увеличиваться по мере совершенствования технологий. Например, всего десять лет назад Геологическая служба США оценила только 13 миллионов тонн лития на Земле.

Nature сообщает, что ваш средний автомобиль, вероятно, потребляет около 8 кг лития (еще одно число, которое, вероятно, со временем уменьшится). После некоторой обработки чисел, любезно предоставленной Ричи, вы получаете 2,8 миллиарда электромобилей из этих 22 миллионов тонн лития. Сейчас на дорогах 1,4 миллиарда автомобилей, и это может показаться небольшим отрывом, но он, вероятно, улучшился благодаря растущим инновациям в области добычи полезных ископаемых и аккумуляторных технологий, не говоря уже о запасах лития на Земле. При экстраполяции до 88 миллионов тонн это составляет около 11 миллиардов электромобилей.

Самая большая проблема, где некоторые из этих заламывания рук оправданы, заключается в том, чтобы ответить , как мы собираемся извлечь необходимое количество лития в первую очередь.

Оценки Ричи, основанные на данных Международного энергетического агентства (МЭА), показывают, что электрифицированной экономике в 2030 году, вероятно, потребуется от 250 000 до 450 000 тонн лития. В 2021 году в мире было произведено всего 105, а не 105 000 тонн. Поскольку среднему литиевому руднику требуется как минимум несколько лет, чтобы начать работу, нам нужно выяснить, как быстро получить этот литий.

Это подводит нас к, возможно, величайшей задаче революции электромобилей : как быстро добывать литий (чтобы начать зеленую технологическую революцию, в которой отчаянно нуждается наша планета), в то время как , а не , оставив после себя целый список экологических катастроф и нарушений прав человека.

Литиевые рудники потребляют партии воды — многие тысячи галлонов в минуту, согласно The New York Times — и загрязнение подземных вод сурьмой и мышьяком представляет реальную и постоянную угрозу. Другие побочные эффекты литиевых рудников включают потерю биоразнообразия, эрозию почвы и ухудшение качества воздуха, и это даже не включает то, что перенос операций по добыче полезных ископаемых на дно океана может сделать.

Инновации дают надежду. Одна добыча полезных ископаемых в Манитобе, Канада , работает над тем, чтобы стать возобновляемой и устойчивой добычей лития, при этом почти вся ее мощность потребляется от гидроэлектроэнергии, а также запрещены грузовики и оборудование, работающие на дизельном топливе. Повышение эффективности при переработке лития также может стать важным преимуществом для продления этих запасов.

Если этому примеру последуют другие операции по добыче полезных ископаемых, мы можем надеяться на электрифицированное будущее, которое стоит сэкономить.

Даррен Орф

Даррен живет в Портленде, у него есть кошка, он пишет/редактирует научную фантастику и то, как устроен наш мир. Вы можете найти его предыдущие работы в Gizmodo и Paste, если хорошо поискать.

Не грозит ли нам нехватка лития для перезаряжаемых батарей?

Переработка лития на шахте в Западной Австралии

Adrian Kingsley-Hughes

Первые коммерчески доступные литий-ионные батареи появились в начале 1990-х годов и с тех пор произвели революцию почти во всех аспектах современных технологий, позволив создавать безопасные, дешевые и мощные аккумуляторы. аккумуляторы высокой плотности для установки в устройства, начиная от наушников и заканчивая автомобилями.

Каждая из этих батарей содержит элемент, называемый литием. Батарея смартфона содержит пару граммов лития, но батарея электромобиля (EV) использует около 10 кг элемента.

Легко понять, как электромобили полностью изменят количество лития, необходимого нам для поддержания этой электрической революции.

Прогнозируется, что в этом году мы будем потреблять около полумиллиона метрических тонн лития, но к 2035 году спрос на литий, как ожидается, увеличится как минимум до 3,7 миллиона тонн.

Я уже давно собирался подсчитать цифры, но, к счастью для меня, профессор Дэвид Киппинг с канала YouTube Cool Worlds сделал это за нас.

Итак, литий закончится?

Анализ данных показывает, что прогнозируемое предложение должно соответствовать прогнозируемому спросу до 2028 года, увеличиваясь намного быстрее, чем экспоненциальный рост, который мы наблюдали до сих пор.

Хорошая новость, верно?

Не так быстро.

Kipping перенесет защиту на 2040 год, и здесь мы видим, что спрос подскочил до более чем 5 миллионов тонн, значительно превысив предложение, которое, по прогнозам, останется на прежнем уровне.

Важно отметить, что поставка учитывает только запланированные проекты по добыче полезных ископаемых, поэтому это может измениться.