Pozadina projekta litij-ionske baterije

  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.

Litij-ionske baterije su tehnološki intenzivna industrija， Razvoj ove industrije također može aktivno potaknuti razvoj proizvodnje opreme i industrije materijala u zemlji. Napredna membranska tehnologija, tehnologija automatske linije za sklapanje, tehnologija niske točke rosišta i visoke atmosfere čistog zraka te odgovarajuća oprema koja se koristi u osnovnom procesu proizvodnje litij-ionskih baterija，Ima pozitivnu smjernicu i demonstraciju za razvoj drugih industrijskih tehnologija i opreme。 Materijali koji se koriste u litij-ionskim baterijama mogu se integrirati s lokalnom bakrenom rudom, kobaltnom rudom i grafitnom rudom za duboku preradu u ultratanku bakrenu foliju za litij-ionske baterije, litij kobaltat (litij nikal kobalt manganat) katodne materijale i visokokvalitetne energetski grafitni anodni materijali.

Iako su litij-ionske baterije trenutno najpopularnija vrsta baterija, razvojem tehnologije pojavile su se mnoge vrste litij-ionskih baterija, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke. Međutim, općenito, litij-ionske baterije imaju sljedeće zajedničke prednosti i nedostatke:

1. Prednosti litij-ionskih baterija.

(1) Visoki napon: Radni napon jedne baterije može doseći čak 3,7-3,8 V (najviši napon ćelije može se puniti do 4,2 V), što je tri puta više od Ni Cd i Ni-H baterija.

(2) Visoka specifična energija: Trenutno je stvarna specifična energija koja se može postići oko 555Wh/kg, što znači da materijal može doseći specifični kapacitet veći od 150mAh/g (3-4 puta Ni Cd, 2-3 puta Ni MH), što je blizu oko 88% njegove teorijske vrijednosti.

(3) Dug životni ciklus: općenito može doseći više od 500 puta, ili čak više od 1000 puta, a litij željezo fosfat može doseći više od 2000 puta. Životni vijek baterija u uređajima sa slabim strujnim pražnjenjem udvostručit će njihovu konkurentnost.

(4) Dobre sigurnosne performanse: bez zagađenja, bez efekta pamćenja. Kao prethodnik Li-ion baterija, litij-ionske baterije su smanjile svoja područja primjene zbog stvaranja dendrita i kratkih spojeva uzrokovanih metalnim litijem. Li-ion ne sadrži elemente koji zagađuju okoliš kao što su kadmij, olovo i živa. Veliki nedostatak nekih NiCd baterija u određenim procesima (kao što je sinteriranje) je "efekt memorije", koji ozbiljno ograničava upotrebu baterija. Međutim, Li-ion uopće nema taj problem.

(5) Nisko samopražnjenje: Stopa samopražnjenja Li iona, koji je potpuno napunjen na sobnoj temperaturi i pohranjen mjesec dana, je oko 2%, mnogo niža od 25-30% Ni Cd i 30-35% Ni i MH.

(6) Brzo punjenje i pražnjenje: Kapacitet može doseći preko 80% nazivnog kapaciteta nakon 30 minuta punjenja, a sada fosfatno-željezne baterije mogu doseći 90% nominalnog kapaciteta nakon 10 minuta punjenja.

(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. Nedostaci litij-ionskih baterija

(1) Starenje: Za razliku od drugih punjivih baterija, kapacitet litij-ionskih baterija polako će opadati, neovisno o broju uporaba, ali povezano s temperaturom. Mogući mehanizam je da unutarnji otpor postupno raste, pa je vjerojatnije da će se odraziti na elektroničke proizvode s visokim radnim strujama. Čini se da zamjena grafita litijevim titanatom produljuje životni vijek.

(2) Nemogućnost podnošenja prekomjernog punjenja: Tijekom prekomjernog punjenja, višak ugrađenih litijevih iona trajno će se učvrstiti u rešetki i ne može se osloboditi, što može dovesti do kratkog vijeka trajanja baterije i proizvodnje plina koji uzrokuje mjehuriće plina.

(3) Nemogućnost podnošenja prekomjernog pražnjenja: Tijekom prekomjernog pražnjenja, prekomjerni ioni litija uklanjaju se iz elektrode, što može uzrokovati kolaps rešetke, skratiti životni vijek i uzrokovati stvaranje plina, što rezultira stvaranjem mjehurića plina.

(4) Potrebni su višestruki zaštitni mehanizmi: Zbog činjenice da nepravilna uporaba može skratiti životni vijek, pa čak i dovesti do eksplozije, dizajnu litij-ionskih baterija dodani su višestruki zaštitni mehanizmi.

Zaštitni krug: sprječava prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje, preopterećenje i pregrijavanje.

Ispušni otvor: za sprječavanje prekomjernog tlaka unutar baterije.

Karakteristike dijafragme: Ima visoku otpornost na probijanje kako bi se spriječili unutarnji kratki spojevi; Kada je unutarnja temperatura baterije previsoka, ona se i dalje može rastopiti, spriječiti prolazak litijevih iona, blokirati reakcije baterije i povećati unutarnji otpor (do 2 kQ).

Ukratko, razvoj industrije litij-ionskih baterija moćna je industrija koja promiče zemlje u razvoju u visoko razvijene zemlje.