Υπόβαθρο έργου μπαταρίας ιόντων λιθίου

  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.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι μια βιομηχανία έντασης τεχνολογίας· Η ανάπτυξη αυτής της βιομηχανίας μπορεί επίσης να οδηγήσει ενεργά στην ανάπτυξη της βιομηχανίας κατασκευής εξοπλισμού και υλικών της χώρας. Προηγμένη τεχνολογία μεμβρανών, τεχνολογία αυτόματης γραμμής συναρμολόγησης, τεχνολογία χαμηλού σημείου δρόσου και υψηλής καθαρής ατμόσφαιρας αέρα και αντίστοιχος εξοπλισμός που χρησιμοποιείται στη βασική διαδικασία κατασκευής μπαταριών ιόντων λιθίου. Έχει θετικό ρόλο καθοδήγησης και επίδειξης για την ανάπτυξη άλλων βιομηχανικών τεχνολογιών και εξοπλισμού. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να ενσωματωθούν με τοπικό μετάλλευμα χαλκού, μετάλλευμα κοβαλτίου και μετάλλευμα γραφίτη για βαθιά επεξεργασία σε εξαιρετικά λεπτό φύλλο χαλκού για μπαταρίες ιόντων λιθίου, κοβαλτικό λίθιο (νικέλιο νικέλιο μαγγανικό λίθιο) καθοδικά υλικά και υψηλής ενεργειακά υλικά ανόδου γραφίτη.

Αν και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι επί του παρόντος ο πιο δημοφιλής τύπος μπαταριών, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, υπάρχουν πολλοί τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου, ο καθένας με τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ωστόσο, συνολικά, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν τα ακόλουθα κοινά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

1. Τα πλεονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου.

(1) Υψηλή τάση: Η τάση λειτουργίας μιας μπαταρίας μπορεί να φτάσει τα 3,7-3,8 V (η υψηλότερη τάση κυψέλης μπορεί να φορτιστεί έως και 4,2 V), η οποία είναι τριπλάσια από αυτή των μπαταριών Ni Cd και Ni-H.

(2) Υψηλή ειδική ενέργεια: Επί του παρόντος, η πραγματική ειδική ενέργεια που μπορεί να επιτευχθεί είναι περίπου 555 Wh/kg, πράγμα που σημαίνει ότι το υλικό μπορεί να φτάσει σε συγκεκριμένη χωρητικότητα μεγαλύτερη από 150 mAh/g (3-4 φορές Ni Cd, 2-3 φορές Ni MH), που είναι κοντά στο 88% περίπου της θεωρητικής του αξίας.

(3) Μεγάλη διάρκεια ζωής: γενικά μπορεί να φτάσει περισσότερες από 500 φορές ή ακόμα και περισσότερες από 1000 φορές και ο φωσφορικός σίδηρος λιθίου μπορεί να φτάσει περισσότερες από 2000 φορές. Η διάρκεια ζωής των μπαταριών σε συσκευές εκφόρτισης χαμηλού ρεύματος θα διπλασιάσει την ανταγωνιστικότητά τους.

(4) Καλή απόδοση ασφάλειας: χωρίς ρύπανση, χωρίς αποτέλεσμα μνήμης. Ως προκάτοχος του Li-ion, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν μειώσει τις περιοχές εφαρμογής τους λόγω του σχηματισμού δενδριτών και βραχυκυκλωμάτων που προκαλούνται από το μεταλλικό λίθιο. Το Li-ion δεν περιέχει στοιχεία που μολύνουν το περιβάλλον όπως κάδμιο, μόλυβδο και υδράργυρο. Ένα σημαντικό μειονέκτημα ορισμένων μπαταριών Ni Cd σε ορισμένες διαδικασίες (όπως η πυροσυσσωμάτωση) είναι το "φαινόμενο μνήμης", το οποίο περιορίζει σοβαρά τη χρήση των μπαταριών. Ωστόσο, το Li-ion δεν έχει καθόλου αυτό το πρόβλημα.

(5) Χαμηλή αυτοεκφόρτιση: Ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης του ιόντος λιθίου, το οποίο φορτίζεται πλήρως σε θερμοκρασία δωματίου και αποθηκεύεται για ένα μήνα, είναι περίπου 2%, πολύ χαμηλότερος από το 25-30% του Ni Cd και 30-35% του Ni και MH.

(6) Γρήγορη φόρτιση και εκφόρτιση: Η χωρητικότητα μπορεί να φτάσει πάνω από το 80% της ονομαστικής χωρητικότητας μετά από 30 λεπτά φόρτισης και τώρα οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου μπορούν να φτάσουν το 90% της ονομαστικής χωρητικότητας μετά από 10 λεπτά φόρτισης.

(7) High working temperature range: The working temperature is -25~55 ° C. With the improvement of the electrolyte and positive electrode, it is expected to expand to -40~70 ° C.

2. Μειονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου

(1) Γήρανση: Σε αντίθεση με άλλες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, η χωρητικότητα των μπαταριών ιόντων λιθίου θα μειωθεί αργά, ανεξάρτητα από τον αριθμό των χρήσεων, αλλά σε σχέση με τη θερμοκρασία. Ο πιθανός μηχανισμός είναι ότι η εσωτερική αντίσταση αυξάνεται σταδιακά, επομένως είναι πιο πιθανό να αντανακλάται σε ηλεκτρονικά προϊόντα με υψηλά ρεύματα λειτουργίας. Η αντικατάσταση του γραφίτη με τιτανικό λίθιο φαίνεται να παρατείνει τη διάρκεια ζωής.

(2) Αδυναμία να αντέξει την υπερφόρτιση: Κατά τη διάρκεια της υπερφόρτισης, τα υπερβολικά ενσωματωμένα ιόντα λιθίου θα σταθεροποιηθούν μόνιμα στο πλέγμα και δεν μπορούν να απελευθερωθούν, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε μικρή διάρκεια ζωής της μπαταρίας και παραγωγή αερίου προκαλώντας φυσαλίδες αερίου.

(3) Αδυναμία αντοχής σε υπερβολική εκφόρτιση: Κατά την υπερβολική εκφόρτιση, τα υπερβολικά ιόντα λιθίου απομακρύνονται από το ηλεκτρόδιο, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει κατάρρευση του πλέγματος, να μειώσει τη διάρκεια ζωής και να προκαλέσει παραγωγή αερίου, με αποτέλεσμα φυσαλίδες αερίου.

(4) Απαιτούνται πολλαπλοί μηχανισμοί προστασίας: Λόγω του γεγονότος ότι η εσφαλμένη χρήση μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής και ακόμη και να οδηγήσει σε εκρήξεις, πολλαπλοί μηχανισμοί προστασίας έχουν προστεθεί στο σχεδιασμό των μπαταριών ιόντων λιθίου.

Κύκλωμα προστασίας: αποτροπή υπερφόρτισης, υπερφόρτισης, υπερφόρτωσης και υπερθέρμανσης.

Θύρα εξάτμισης: για την αποφυγή υπερβολικής πίεσης στο εσωτερικό της μπαταρίας.

Χαρακτηριστικά διαφράγματος: Έχει υψηλή αντίσταση διάτρησης για την αποφυγή εσωτερικών βραχυκυκλωμάτων. Όταν η εσωτερική θερμοκρασία της μπαταρίας είναι πολύ υψηλή, μπορεί να λιώσει, να αποτρέψει τη διέλευση ιόντων λιθίου, να μπλοκάρει τις αντιδράσεις της μπαταρίας και να αυξήσει την εσωτερική αντίσταση (έως 2 kQ).

Συνοπτικά, η ανάπτυξη της βιομηχανίας μπαταριών ιόντων λιθίου είναι μια ισχυρή βιομηχανία που προωθεί τις αναπτυσσόμενες χώρες σε πολύ ανεπτυγμένες χώρες.