Լիթիումի իոնային մարտկոցի նախագծի ֆոն

  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.

Լիթիում-իոնային մարտկոցները տեխնոլոգիական ինտենսիվ արդյունաբերություն են: Այս արդյունաբերության զարգացումը կարող է նաև ակտիվորեն խթանել երկրի սարքավորումների արտադրության և նյութերի արդյունաբերության զարգացումը: Մեմբրանի առաջադեմ տեխնոլոգիա, հավաքման գծի ավտոմատ տեխնոլոգիա, ցածր ցողման կետ և բարձր մաքուր օդի տեխնոլոգիա և համապատասխան սարքավորումներ, որոնք օգտագործվում են լիթիումի իոնային մարտկոցների արտադրության հիմնական գործընթացում։ Այն ունի դրական ուղղորդող և ցուցադրական դեր այլ արդյունաբերական տեխնոլոգիաների և սարքավորումների զարգացման համար։ Լիթիում-իոնային մարտկոցներում օգտագործվող նյութերը կարող են ինտեգրվել տեղական պղնձի հանքաքարի, կոբալտի և գրաֆիտի հանքաքարի հետ՝ խորը մշակման համար լիթիում-իոնային մարտկոցների համար չափազանց բարակ պղնձե փայլաթիթեղի, լիթիումի կոբալտատի (լիթիումի նիկել կոբալտ մանգանատ) կաթոդային նյութերի և բարձր էներգետիկ գրաֆիտի անոդ նյութեր.

Չնայած լիթիում-իոնային մարտկոցները ներկայումս մարտկոցների ամենատարածված տեսակն են, տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ կան լիթիում-իոնային մարտկոցների բազմաթիվ տեսակներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները: Այնուամենայնիվ, ընդհանուր առմամբ, լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն հետևյալ ընդհանուր առավելություններն ու թերությունները.

1. Լիթիում-իոնային մարտկոցների առավելությունները.

(1) Բարձր լարում. մեկ մարտկոցի աշխատանքային լարումը կարող է հասնել մինչև 3,7-3,8 Վ (բջջի ամենաբարձր լարումը կարող է լիցքավորվել մինչև 4,2 Վ), ինչը երեք անգամ գերազանցում է Ni Cd և Ni-H մարտկոցները:

(2) Բարձր հատուկ էներգիա. Ներկայումս իրական հատուկ էներգիան, որը կարելի է ձեռք բերել, կազմում է մոտ 555 Վտժ/կգ, ինչը նշանակում է, որ նյութը կարող է հասնել ավելի քան 150 մԱժ/գ հատուկ հզորության (3-4 անգամ Ni Cd, 2-3): անգամ Ni MH), որը մոտ է իր տեսական արժեքի մոտ 88%-ին։

(3) Երկար ցիկլի կյանք. ընդհանուր առմամբ կարող է հասնել ավելի քան 500 անգամ կամ նույնիսկ ավելի քան 1000 անգամ, իսկ լիթիումի երկաթի ֆոսֆատը կարող է հասնել ավելի քան 2000 անգամ: Ցածր հոսանքի լիցքաթափման սարքերում մարտկոցների ծառայության ժամկետը կկրկնապատկի դրանց մրցունակությունը:

(4) Անվտանգության լավ կատարում՝ առանց աղտոտման, առանց հիշողության էֆեկտի: Որպես Li-ion-ի նախորդ՝ լիթիում-իոնային մարտկոցները կրճատել են իրենց կիրառման տարածքները՝ մետաղական լիթիումի հետևանքով առաջացած դենդրիտների և կարճ միացումների ձևավորման պատճառով: Li-ion-ը չի պարունակում այնպիսի տարրեր, որոնք աղտոտում են շրջակա միջավայրը, ինչպիսիք են կադմիումը, կապարը և սնդիկը: Որոշ Ni Cd մարտկոցների հիմնական թերությունը որոշակի գործընթացներում (օրինակ՝ սինթերինգը) «հիշողության էֆեկտն է», որը լրջորեն սահմանափակում է մարտկոցների օգտագործումը: Սակայն Li-ion-ն ընդհանրապես այս խնդիրը չունի։

(5) Ցածր ինքնալիցքաթափում. Li ion-ի ինքնալիցքաթափման արագությունը, որը լիովին լիցքավորվում է սենյակային ջերմաստիճանում և պահվում է մեկ ամիս, կազմում է մոտ 2%, շատ ավելի ցածր, քան Ni Cd-ի 25-30% և Ni-ի 30-35%: և Մ.Հ.

(6) Արագ լիցքավորում և լիցքաթափում. հզորությունը կարող է հասնել անվանական հզորության ավելի քան 80%-ին 30 րոպե լիցքավորումից հետո, իսկ այժմ ֆոսֆատ երկաթե մարտկոցները կարող են հասնել անվանական հզորության 90%-ին 10 րոպե լիցքավորումից հետո:

(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. Լիթիում-իոնային մարտկոցների թերությունները

(1) Ծերացում․ Հնարավոր մեխանիզմն այն է, որ ներքին դիմադրությունը աստիճանաբար մեծանում է, ուստի ավելի հավանական է, որ այն արտացոլվի բարձր գործառնական հոսանքներով էլեկտրոնային արտադրանքներում: Գրաֆիտը լիթիումի տիտանատով փոխարինելը երկարացնում է կյանքի տևողությունը:

(2) Գերլիցքավորումը դիմանալու անկարողություն. գերլիցքավորման ժամանակ ավելորդ ներկառուցված լիթիումի իոնները մշտապես կֆիքսվեն ցանցի մեջ և չեն կարող ազատվել, ինչը կարող է հանգեցնել մարտկոցի կարճ աշխատանքի և գազի արտադրության՝ առաջացնելով գազի փուչիկներ:

(3) Լիցքաթափմանը դիմակայելու անկարողություն. ավելորդ լիցքաթափման ժամանակ լիթիումի ավելցուկային իոնները հեռացվում են էլեկտրոդից, ինչը կարող է առաջացնել ցանցի փլուզում, կրճատել կյանքի տևողությունը և առաջացնել գազի առաջացում՝ հանգեցնելով գազի փուչիկների:

(4) Պահանջվում են պաշտպանության բազմաթիվ մեխանիզմներ. Քանի որ սխալ օգտագործումը կարող է նվազեցնել կյանքի տևողությունը և նույնիսկ հանգեցնել պայթյունների, լիթիում-իոնային մարտկոցների նախագծման մեջ ավելացվել են պաշտպանության բազմաթիվ մեխանիզմներ:

Պաշտպանական միացում. կանխել գերլիցքավորումը, լիցքաթափումը, գերբեռնումը և գերտաքացումը:

Արտանետման միացք. մարտկոցի ներսում ավելորդ ճնշումը կանխելու համար:

Դիֆրագմայի բնութագրերը. Այն ունի բարձր ծակող դիմադրություն ներքին կարճ միացումները կանխելու համար; Երբ մարտկոցի ներքին ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է, այն դեռ կարող է հալվել, կանխել լիթիումի իոնների անցումը, արգելափակել մարտկոցի ռեակցիաները և մեծացնել ներքին դիմադրությունը (մինչև 2 կկՎ):

Ամփոփելով, լիթիում-իոնային մարտկոցների արդյունաբերության զարգացումը հզոր արդյունաբերություն է, որը խթանում է զարգացող երկրներին դեպի բարձր զարգացած երկրներ: