Antecedentes del proyecto de batería de iones de litio.

  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.

Las baterías de iones de litio son una industria intensiva en tecnología. El desarrollo de esta industria también puede impulsar activamente el desarrollo de las industrias de materiales y fabricación de equipos del país. La tecnología de membrana avanzada, la tecnología de línea de montaje automática, la tecnología de bajo punto de rocío y alta atmósfera de aire limpio y los equipos correspondientes utilizados en el proceso central de fabricación de baterías de iones de litio tienen un papel de orientación y demostración positiva para el desarrollo de otras tecnologías y equipos industriales. Los materiales utilizados en las baterías de iones de litio se pueden integrar con mineral de cobre local, mineral de cobalto y mineral de grafito para su procesamiento profundo en láminas de cobre ultrafinas para baterías de iones de litio, materiales catódicos de cobaltato de litio (manganato de litio, níquel y cobalto) y materiales catódicos de alta Materiales de ánodo de grafito energético.

Aunque las baterías de iones de litio son actualmente el tipo de batería más popular, con el desarrollo de la tecnología existen muchos tipos de baterías de iones de litio, cada una con sus propias ventajas y desventajas. Sin embargo, en general, las baterías de iones de litio tienen las siguientes ventajas y desventajas comunes:

1. Las ventajas de las baterías de iones de litio.

(1) Alto voltaje: el voltaje de funcionamiento de una sola batería puede alcanzar hasta 3,7-3,8 V (el voltaje de celda más alto se puede cargar hasta 4,2 V), que es tres veces mayor que el de las baterías de Ni Cd y Ni-H.

(2) Alta energía específica: actualmente, la energía específica real que se puede alcanzar es de aproximadamente 555 Wh/kg, lo que significa que el material puede alcanzar una capacidad específica de más de 150 mAh/g (3-4 veces Ni Cd, 2-3 veces Ni MH), que está cerca de aproximadamente el 88% de su valor teórico.

(3) Ciclo de vida prolongado: generalmente puede alcanzar más de 500 veces, o incluso más de 1000 veces, y el fosfato de hierro y litio puede alcanzar más de 2000 veces. La vida útil de las baterías de los aparatos de descarga de baja corriente duplicará su competitividad.

(4) Buen desempeño en seguridad: libre de contaminación, sin efecto memoria. Como predecesoras del Li-ion, las baterías de iones de litio han reducido sus campos de aplicación debido a la formación de dendritas y a los cortocircuitos provocados por el litio metálico. Li-ion no contiene elementos que contaminen el medio ambiente como cadmio, plomo y mercurio. Un gran inconveniente de algunas baterías de Ni Cd en determinados procesos (como la sinterización) es el "efecto memoria", que restringe seriamente el uso de las baterías. Sin embargo, el Li-ion no presenta este problema en absoluto.

(5) Baja autodescarga: la tasa de autodescarga del ion Li, que se carga completamente a temperatura ambiente y se almacena durante un mes, es aproximadamente del 2 %, mucho menor que el 25-30 % de Ni Cd y el 30-35 % de Ni. y MH.

(6) Carga y descarga rápida: la capacidad puede alcanzar más del 80% de la capacidad nominal después de 30 minutos de carga, y ahora las baterías de fosfato de hierro pueden alcanzar el 90% de la capacidad nominal después de 10 minutos de carga.

(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. Desventajas de las baterías de iones de litio

(1) Envejecimiento: a diferencia de otras baterías recargables, la capacidad de las baterías de iones de litio disminuirá lentamente, independientemente del número de usos, pero en relación con la temperatura. El posible mecanismo es que la resistencia interna aumenta gradualmente, por lo que es más probable que se refleje en productos electrónicos con corrientes de funcionamiento elevadas. Reemplazar el grafito con titanato de litio parece extender la vida útil.

(2) Incapacidad para soportar la sobrecarga: durante la sobrecarga, el exceso de iones de litio incrustados se fijará permanentemente en la red y no podrá liberarse, lo que puede provocar una corta vida útil de la batería y la producción de gas que provoca burbujas de gas.

(3) Incapacidad para resistir la sobredescarga: durante la sobredescarga, el exceso de iones de litio se elimina del electrodo, lo que puede causar el colapso de la red, acortar la vida útil y provocar la generación de gas, lo que resulta en burbujas de gas.

(4) Se requieren múltiples mecanismos de protección: debido a que el uso incorrecto puede reducir la vida útil e incluso provocar explosiones, se han agregado múltiples mecanismos de protección al diseño de las baterías de iones de litio.

Circuito de protección: evita sobrecarga, sobredescarga, sobrecarga y sobrecalentamiento.

Puerto de escape: para evitar una presión excesiva dentro de la batería.

Características del diafragma: Tiene alta resistencia a la perforación para evitar cortocircuitos internos; Cuando la temperatura interna de la batería es demasiado alta, aún puede derretirse, impedir el paso de los iones de litio, bloquear las reacciones de la batería y aumentar la resistencia interna (hasta 2 kQ).

En resumen, el desarrollo de la industria de las baterías de iones de litio es una industria poderosa que promueve a los países en desarrollo a países altamente desarrollados.