Litiumioniakkuprojektin tausta

  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.

Litium-ioni-akut ovat teknologiaintensiivinen teollisuus ， Tämän teollisuuden kehitys voi myös edistää aktiivisesti maan laitevalmistuksen ja materiaaliteollisuuden kehitystä. Edistyksellinen kalvotekniikka, automaattinen kokoonpanolinjatekniikka, matala kastepiste ja korkean puhtaan ilman ilmakehän tekniikka ja vastaavat laitteet, joita käytetään litiumioniakkujen valmistuksen ydinprosessissa, sillä on positiivinen ohjaus- ja esittelyrooli muiden teollisten teknologioiden ja laitteiden kehittämisessä. Litiumioniakuissa käytetyt materiaalit voidaan integroida paikallisen kuparimalmin, kobolttimalmin ja grafiittimalmin kanssa syväprosessoimiseksi litiumioniakkuja varten erittäin ohueksi kuparifolioksi, litiumkoboltaatti (litiumnikkelikobolttimanganaatti) katodimateriaalit ja korkealaatuiset energiagrafiittianodimateriaalit.

Vaikka litiumioniakut ovat tällä hetkellä suosituin akkutyyppi, tekniikan kehittyessä on olemassa monenlaisia ​​litiumioniakkuja, joista jokaisella on omat etunsa ja haittansa. Kaiken kaikkiaan litiumioniakuilla on kuitenkin seuraavat yhteiset edut ja haitat:

1. Litiumioniakkujen edut.

(1) Korkea jännite: Yhden akun käyttöjännite voi olla jopa 3,7–3,8 V (korkein kennojännite voidaan ladata 4,2 V:iin), mikä on kolme kertaa Ni Cd- ja Ni-H-akkuihin verrattuna.

(2) Korkea ominaisenergia: Tällä hetkellä todellinen saavutettava ominaisenergia on noin 555 Wh/kg, mikä tarkoittaa, että materiaali voi saavuttaa yli 150 mAh/g ominaiskapasiteetin (3-4 kertaa Ni Cd, 2-3). kertaa Ni MH), joka on lähellä noin 88 % teoreettisesta arvostaan.

(3) Pitkä käyttöikä: yleensä voi saavuttaa yli 500 kertaa tai jopa yli 1000 kertaa, ja litiumrautafosfaatti voi saavuttaa yli 2000 kertaa. Pienvirtapurkauslaitteiden akkujen käyttöikä kaksinkertaistaa niiden kilpailukyvyn.

(4) Hyvä turvallisuussuorituskyky: saasteeton, ei muistiefektiä. Li-ionin edeltäjänä litiumioniakut ovat vähentäneet käyttöalueitaan dendriittien muodostumisen ja metallisen litiumin aiheuttamien oikosulkujen vuoksi. Li-ion ei sisällä ympäristöä saastuttavia aineita, kuten kadmiumia, lyijyä ja elohopeaa. Joidenkin Ni Cd -akkujen suuri haitta tietyissä prosesseissa (kuten sintraus) on "muistiefekti", joka rajoittaa vakavasti paristojen käyttöä. Li-ionilla ei kuitenkaan ole tätä ongelmaa ollenkaan.

(5) Matala itsepurkautuminen: Li-ionin itsepurkautumisnopeus, joka on täysin ladattu huoneenlämmössä ja säilytetty kuukauden ajan, on noin 2 %, paljon pienempi kuin 25-30 % Ni Cd:stä ja 30-35 % Ni:stä. ja MH.

(6) Nopea lataus ja purkaminen: Kapasiteetti voi saavuttaa yli 80 % nimelliskapasiteetista 30 minuutin latauksen jälkeen, ja nyt fosfaattirauta-akut voivat saavuttaa 90 % nimelliskapasiteetista 10 minuutin latauksen jälkeen.

(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. Litiumioniakkujen haitat

(1) Vanheneminen: Toisin kuin muiden ladattavien akkujen, litiumioniakkujen kapasiteetti laskee hitaasti käyttökertojen määrästä riippumatta, mutta lämpötilan mukaan. Mahdollinen mekanismi on, että sisäinen vastus kasvaa vähitellen, joten se heijastuu todennäköisemmin elektronisiin tuotteisiin, joissa on korkeat käyttövirrat. Grafiitin korvaaminen litiumtitanaatilla näyttää pidentävän käyttöikää.

(2) Kyvyttömyys sietää ylilatausta: Ylilatauksen aikana liiallinen upotettu litium-ioni kiinnittyy pysyvästi hilaan, eikä niitä voida vapauttaa, mikä voi johtaa akun lyhyeen käyttöikään ja kaasuntuotantoon, joka aiheuttaa kaasukuplia.

(3) Kyvyttömyys kestää ylipurkausta: Ylipurkauksen aikana liialliset litiumionit poistetaan elektrodista, mikä voi aiheuttaa hilan romahtamisen, lyhentää käyttöikää ja aiheuttaa kaasun muodostumista, mikä johtaa kaasukuplien muodostumiseen.

(4) Useita suojamekanismeja tarvitaan: Koska väärä käyttö voi lyhentää käyttöikää ja jopa johtaa räjähdyksiin, litiumioniakkujen suunnitteluun on lisätty useita suojamekanismeja.

Suojapiiri: estää ylilatauksen, ylipurkautumisen, ylikuormituksen ja ylikuumenemisen.

Pakoputki: estää liiallisen paineen akun sisällä.

Kalvon ominaisuudet: Sillä on korkea lävistyskestävyys sisäisten oikosulkujen estämiseksi; Kun akun sisäinen lämpötila on liian korkea, se voi silti sulaa, estää litiumionien kulkeutumisen läpi, estää akun reaktiot ja lisätä sisäistä vastusta (jopa 2kQ).

Yhteenvetona voidaan todeta, että litiumioniakkuteollisuuden kehitys on voimakas toimiala, joka edistää kehitysmaita korkealle kehittyneiksi maiksi.