Фон на проекта за литиево-йонна батерия

  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.

Литиево-йонните батерии са технологично интензивна индустрия， Развитието на тази индустрия може също активно да стимулира развитието на производството на оборудване и материалната индустрия в страната. Усъвършенствана мембранна технология, технология за автоматична поточна линия, технология за ниска точка на оросяване и високочиста въздушна атмосфера и съответното оборудване, използвано в основния процес на производство на литиево-йонни батерии, има положителна насока и демонстрационна роля за разработването на други индустриални технологии и оборудване. Материалите, използвани в литиево-йонните батерии, могат да бъдат интегрирани с местна медна руда, кобалтова руда и графитна руда за дълбока обработка в ултратънко медно фолио за литиево-йонни батерии, литиев кобалтат (литиево-никелов кобалтов манганат) катодни материали и висококачествени материали. енергийни графитни анодни материали.

Въпреки че литиево-йонните батерии в момента са най-популярният тип батерии, с развитието на технологиите има много видове литиево-йонни батерии, всяка със своите предимства и недостатъци. Като цяло обаче литиево-йонните батерии имат следните общи предимства и недостатъци:

1. Предимствата на литиево-йонните батерии.

(1) Високо напрежение: Работното напрежение на една батерия може да достигне до 3,7-3,8 V (най-високото напрежение на клетката може да се зарежда до 4,2 V), което е три пъти по-високо от това на Ni-Cd и Ni-H батериите.

(2) Висока специфична енергия: В момента действителната специфична енергия, която може да бъде постигната, е около 555Wh/kg, което означава, че материалът може да достигне специфичен капацитет от повече от 150mAh/g (3-4 пъти Ni Cd, 2-3 пъти Ni MH), което е близо до около 88% от неговата теоретична стойност.

(3) Дълъг живот на цикъла: обикновено може да достигне повече от 500 пъти или дори повече от 1000 пъти, а литиево-железният фосфат може да достигне повече от 2000 пъти. Продължителността на живота на батериите в уреди със слаб ток ще удвои тяхната конкурентоспособност.

(4) Добри показатели за безопасност: без замърсяване, без ефект на паметта. Като предшественик на литиево-йонните батерии, литиево-йонните батерии са намалили своите области на приложение поради образуването на дендрити и къси съединения, причинени от метален литий. Li-ion не съдържа елементи, които замърсяват околната среда като кадмий, олово и живак. Основен недостатък на някои Ni Cd батерии при определени процеси (като синтероване) е "ефектът на паметта", който сериозно ограничава използването на батерии. Li-ion обаче изобщо няма този проблем.

(5) Нисък саморазряд: Степента на саморазреждане на литиеви йони, които са напълно заредени при стайна температура и съхранявани за един месец, е около 2%, много по-ниска от 25-30% на Ni Cd и 30-35% на Ni и МЗ.

(6) Бързо зареждане и разреждане: Капацитетът може да достигне над 80% от номиналния капацитет след 30 минути зареждане, а сега батериите с фосфатно желязо могат да достигнат 90% от номиналния капацитет след 10 минути зареждане.

(7) Висок работен температурен диапазон: Работната температура е -25 ~ 55 ° C. С подобряването на електролита и положителния електрод се очаква да се разшири до -40 ~ 70 ° C.

2. Недостатъци на литиево-йонните батерии

(1) Стареене: За разлика от други акумулаторни батерии, капацитетът на литиево-йонните батерии бавно ще намалява, независимо от броя на употребите, но свързано с температурата. Възможният механизъм е, че вътрешното съпротивление постепенно се увеличава, така че е по-вероятно да се отрази в електронни продукти с високи работни токове. Замяната на графит с литиев титанат изглежда удължава живота.

(2) Невъзможност за понасяне на презареждане: По време на презареждане прекомерно вградените литиеви йони ще се фиксират завинаги в решетката и не могат да бъдат освободени, което може да доведе до кратък живот на батерията и производство на газ, причиняващо газови мехурчета.

(3) Невъзможност за издържане на прекомерно разреждане: По време на прекомерно разреждане, излишните литиеви йони се отстраняват от електрода, което може да причини колапс на решетката, да съкрати живота и да причини генериране на газ, което води до газови мехурчета.

(4) Необходими са множество защитни механизми: Поради факта, че неправилната употреба може да намали живота и дори да доведе до експлозии, към дизайна на литиево-йонните батерии са добавени множество защитни механизми.

Защитна верига: предотвратява презареждане, преразреждане, претоварване и прегряване.

Изпускателен порт: за предотвратяване на прекомерно налягане вътре в батерията.

Характеристики на диафрагмата: Има висока устойчивост на пробиване, за да предотврати вътрешно късо съединение; Когато вътрешната температура на батерията е твърде висока, тя все още може да се стопи, да предотврати преминаването на литиевите йони, да блокира реакциите на батерията и да увеличи вътрешното съпротивление (до 2 kQ).

В обобщение, развитието на индустрията за литиево-йонни батерии е мощна индустрия, която насърчава развиващите се страни във високо развити страни.