Фон праекта літый-іённай батарэі

  Lithium-ion battery is an indispensable energy storage product that drives human modern life, Lithium ion batteries are indispensable for daily communication, energy storage, household appliances, electric vehicles, electric ships, etc. And in special applications such as military, deep sea, and mining, lithium-ion batteries are characterized by their high energy density, long service life, and superior safety performance, Widely replaced the traditional lead-acid batteries, nickel-metal hydride batteries and other previous generation products.

Літый-іённыя акумулятары - гэта тэхнаёмістая галіна， Развіццё гэтай галіны можа таксама актыўна стымуляваць развіццё вытворчасці абсталявання і прамысловасці матэрыялаў у краіне. Удасканаленая мембранная тэхналогія, тэхналогія аўтаматычнай зборачнай лініі, тэхналогія з нізкай кропкай расы і высокай чыстай атмасферай паветра і адпаведнае абсталяванне, якое выкарыстоўваецца ў асноўным працэсе вытворчасці літый-іённых акумулятараў. Гэта станоўчае кіраўніцтва і дэманстрацыйная роля для распрацоўкі іншых прамысловых тэхналогій і абсталявання. Матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў літый-іённых батарэях, можна інтэграваць з мясцовай меднай рудай, кобальтавай рудай і графітавай рудай для глыбокай перапрацоўкі ў звыштонкую медную фальгу для літый-іённых батарэй, кобальтат літыя (нікель-кобальт-манганат літыя) і катодныя матэрыялы з высокім узроўнем энергія графітавых анодных матэрыялаў.

Хоць літый-іённыя акумулятары ў цяперашні час з'яўляюцца самым папулярным тыпам акумулятараў, з развіццём тэхналогій існуе мноства тыпаў літый-іённых акумулятараў, кожны з якіх мае свае перавагі і недахопы. Аднак у цэлым літый-іённыя батарэі маюць наступныя агульныя перавагі і недахопы:

1. Перавагі літый-іённых акумулятараў.

(1) Высокае напружанне: працоўнае напружанне адной батарэі можа дасягаць 3,7-3,8 В (самае высокае напружанне элемента можа зараджацца да 4,2 В), што ў тры разы больш, чым у Ni-Cd і Ni-H батарэй.

(2) Высокая ўдзельная энергія: у цяперашні час рэальная ўдзельная энергія, якой можна дасягнуць, складае каля 555 Вт·гадз/кг, што азначае, што матэрыял можа дасягнуць удзельнай ёмістасці больш за 150 мА·г/г (у 3-4 разы больш Ni Cd, 2-3 раз Ni MH), што блізка да прыкладна 88% ад яго тэарэтычнага значэння.

(3) Доўгі цыкл жыцця: звычайна можа дасягаць больш чым у 500 разоў ці нават больш чым у 1000 разоў, а фасфат літый-жалеза можа дасягаць больш чым у 2000 разоў. Тэрмін службы акумулятараў у прыборах са слабым токам падвоіць іх канкурэнтаздольнасць.

(4) Добрыя характарыстыкі бяспекі: чысты, без эфекту памяці. Літый-іённыя акумулятары, як папярэднікі літый-іённых, скарацілі вобласці прымянення з-за адукацыі дендрытаў і кароткіх замыканняў, выкліканых металічным літыем. Li-ion не ўтрымлівае элементаў, якія забруджваюць навакольнае асяроддзе, такіх як кадмій, свінец і ртуць. Асноўным недахопам некаторых нікель-кадміевых акумулятараў у некаторых працэсах (напрыклад, спяканні) з'яўляецца "эфект памяці", які сур'ёзна абмяжоўвае выкарыстанне акумулятараў. Аднак у Li-ion гэтай праблемы зусім няма.

(5) Нізкі самаразрад: Хуткасць самаразраду іёнаў літыя, які цалкам зараджаны пры пакаёвай тэмпературы і захоўваецца на працягу аднаго месяца, складае каля 2%, значна ніжэй, чым 25-30% Ni Cd і 30-35% Ni і MH.

(6) Хуткая зарадка і разрадка: ёмістасць можа дасягаць больш за 80% ад намінальнай ёмістасці пасля 30 хвілін зарадкі, і цяпер фасфатныя жалеза батарэі могуць дасягаць 90% ад намінальнай ёмістасці пасля 10 хвілін зарадкі.

(7) Высокі дыяпазон працоўных тэмператур: працоўная тэмпература складае -25~55 °C. Чакаецца, што з паляпшэннем электраліта і станоўчага электрода яна павялічыцца да -40~70 °C.

2. Недахопы літый-іённых акумулятараў

(1) Старэнне: у адрозненне ад іншых акумулятарных батарэй, ёмістасць літый-іённых батарэй будзе павольна змяншацца, незалежна ад колькасці выкарыстанняў, але ў залежнасці ад тэмпературы. Магчымы механізм заключаецца ў тым, што ўнутранае супраціўленне паступова павялічваецца, таму гэта, хутчэй за ўсё, адлюструецца на электронных вырабах з высокімі працоўнымі токамі. Здаецца, замена графіту тытанатам літыя павялічвае тэрмін службы.

(2) Немагчымасць вытрымаць празмерную зарадку: падчас залішняй зарадкі празмерная колькасць убудаваных іёнаў літыя назаўсёды зафіксуецца ў рашотцы і не можа быць вызвалена, што можа прывесці да кароткага тэрміну службы батарэі і выпрацоўкі газу, выклікаючы бурбалкі газу.

(3) Няздольнасць супрацьстаяць празмернаму разраду: падчас празмернага разраду з электрода выдаляецца празмерная колькасць іёнаў літыя, што можа прывесці да калапсу рашоткі, скарачэння тэрміну службы і выпрацоўкі газу, што прыводзіць да адукацыі бурбалак газу.

(4) Патрабуецца некалькі механізмаў абароны: з-за таго, што няправільнае выкарыстанне можа скараціць тэрмін службы і нават прывесці да выбуху, у канструкцыю літый-іённых акумулятараў было дададзена некалькі механізмаў абароны.

Схема абароны: прадухіленне перазарадкі, празмернай разрадкі, перагрузкі і перагрэву.

Выхадны порт: для прадухілення празмернага ціску ўнутры батарэі.

Характарыстыкі дыяфрагмы: яна мае высокую ўстойлівасць да праколаў для прадухілення ўнутранага кароткага замыкання; Калі ўнутраная тэмпература батарэі занадта высокая, яна можа расплавіцца, перашкаджаючы праходжанню іёнаў літыя, блакаваць рэакцыю батарэі і павялічваць унутраны супраціў (да 2 кОм).

Такім чынам, развіццё індустрыі літый-іённых акумулятараў - гэта магутная галіна, якая прасоўвае краіны, якія развіваюцца, у высокаразвітыя краіны.