Liitiumioonaku projekti taust

  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.

Liitiumioonakud on tehnoloogiamahukas tööstusharu ，Selle tööstuse areng võib samuti aktiivselt juhtida riigi seadmete tootmise ja materjalitööstuse arengut. Täiustatud membraanitehnoloogia, automaatne konveieritehnoloogia, madala kastepunkti ja kõrge puhta õhu atmosfääri tehnoloogia ja vastavad seadmed, mida kasutatakse liitiumioonakude tootmise põhiprotsessis, sellel on positiivne juhendamine ja tutvustav roll muude tööstuslike tehnoloogiate ja seadmete väljatöötamisel. Liitium-ioonakudes kasutatavaid materjale saab integreerida kohaliku vasemaagi, koobaltimaagi ja grafiidimaagiga, et sügavtöötleda liitiumioonakude üliõhukeseks vaskfooliumiks, liitiumkobaltaadi (liitium-nikkel-koobaltmanganaadi) katoodmaterjalideks ja kõrgetasemelisteks materjalideks. energia grafiit anoodi materjalid.

Kuigi liitium-ioonakud on praegu kõige populaarsem akutüüp, on tehnoloogia arenedes palju liitiumioonakusid, millest igaühel on oma eelised ja puudused. Kuid üldiselt on liitiumioonakudel järgmised ühised eelised ja puudused:

1. Liitium-ioonakude eelised.

(1) Kõrgepinge: ühe aku tööpinge võib ulatuda kuni 3,7–3,8 V (kõrgeima elemendi pinget saab laadida kuni 4,2 V), mis on kolm korda suurem kui Ni Cd ja Ni-H akudel.

(2) Kõrge erienergia: praegu on tegelik erienergia, mida on võimalik saavutada, umbes 555 Wh/kg, mis tähendab, et materjali erivõimsus on suurem kui 150 mAh/g (3–4 korda Ni Cd, 2–3). korda Ni MH), mis on ligikaudu 88% selle teoreetilisest väärtusest.

(3) Pikk tsükli eluiga: üldiselt võib see ulatuda üle 500 korra või isegi üle 1000 korra ja liitiumraudfosfaat võib ulatuda üle 2000 korra. Akude eluiga nõrkvoolulahendusseadmetes kahekordistab nende konkurentsivõimet.

(4) Hea ohutusnäitaja: saastevaba, mäluefekt puudub. Liitium-ioonakude eelkäijana on liitiumioonakud vähendanud oma kasutusalasid dendriitide tekke ja metallilise liitiumi põhjustatud lühiste tõttu. Liitium-ioon ei sisalda keskkonda saastavaid elemente, nagu kaadmium, plii ja elavhõbe. Mõnede Ni Cd akude suur puudus teatud protsessides (näiteks paagutamine) on "mäluefekt", mis piirab tõsiselt akude kasutamist. Kuid Li-ionil pole seda probleemi üldse.

(5) Madal isetühjenemine: toatemperatuuril täielikult laetud ja ühe kuu jooksul hoitud liitiumioonide isetühjenemise kiirus on umbes 2%, palju madalam kui 25–30% Ni Cd ja 30–35% Ni. ja MH.

(6) Kiire laadimine ja tühjendamine: võimsus võib pärast 30-minutilist laadimist jõuda üle 80% nimivõimsusest ja nüüd võivad fosfaatraudakud pärast 10-minutilist laadimist jõuda 90% nimivõimsusest.

(7) Kõrge töötemperatuuri vahemik: töötemperatuur on -25 ~ 55 ° C. Elektrolüüdi ja positiivse elektroodi paranemisega eeldatakse, et see laieneb -40 ~ 70 ° C-ni.

2. Liitium-ioonakude puudused

(1) Vananemine: erinevalt teistest taaslaetavatest akudest väheneb liitiumioonakude võimsus aeglaselt, sõltumata kasutuskordade arvust, kuid on seotud temperatuuriga. Võimalik mehhanism seisneb selles, et sisetakistus suureneb järk-järgult, nii et see peegeldub tõenäolisemalt suure töövooluga elektroonikatoodetes. Grafiidi asendamine liitiumtitanaadiga näib pikendavat eluiga.

(2) Suutmatus taluda ülelaadimist: ülelaadimise ajal kinnituvad liigsed liitiumioonid jäädavalt võre külge ja neid ei saa vabastada, mis võib põhjustada aku lühenemist ja gaasi tootmist, mis põhjustab gaasimulle.

(3) Võimetus taluda ülelaadimist: ülelaadimise ajal eemaldatakse elektroodilt liigsed liitiumioonid, mis võivad põhjustada võre kokkuvarisemist, lühendada eluiga ja põhjustada gaasi teket, mille tulemuseks on gaasimullid.

(4) Vaja on mitut kaitsemehhanismi: kuna vale kasutamine võib lühendada eluiga ja põhjustada isegi plahvatusi, on liitiumioonakude konstruktsiooni lisatud mitu kaitsemehhanismi.

Kaitseahel: väldib ülelaadimist, tühjenemist, ülekoormust ja ülekuumenemist.

Väljalaskeava: vältimaks liigset survet aku sees.

Diafragma omadused: sellel on kõrge torkekindlus, et vältida sisemisi lühiseid; Kui aku sisetemperatuur on liiga kõrge, võib see siiski sulada, takistada liitiumioonide läbimist, blokeerida aku reaktsioone ja suurendada sisemist takistust (kuni 2kQ).

Kokkuvõttes on liitium-ioonakude tööstuse arendamine võimas tööstusharu, mis edendab arengumaid kõrgelt arenenud riikideks.