Latar belakang proyek baterai lithium ion

  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.

Baterai litium-ion adalah industri padat teknologi, Perkembangan industri ini juga dapat secara aktif mendorong perkembangan industri manufaktur peralatan dan material di negara tersebut. Teknologi membran canggih, teknologi jalur perakitan otomatis, titik embun rendah dan teknologi atmosfer udara bersih tinggi serta peralatan terkait yang digunakan dalam proses inti pembuatan baterai lithium ion, Ini memiliki peran panduan dan demonstrasi positif untuk pengembangan teknologi dan peralatan industri lainnya。 Bahan yang digunakan dalam baterai litium-ion dapat diintegrasikan dengan bijih tembaga lokal, bijih kobalt, dan bijih grafit untuk diproses secara mendalam menjadi foil tembaga ultra-tipis untuk baterai litium-ion, bahan katoda litium kobaltat (litium nikel kobalt manganat), dan bahan katoda litium kobaltat (litium nikel kobalt manganat), dan bahan katoda litium kobalt (litium nikel kobalt manganat) lokal. bahan anoda grafit energi.

Walaupun baterai lithium-ion saat ini merupakan jenis baterai yang paling populer, namun seiring dengan berkembangnya teknologi, terdapat banyak jenis baterai lithium-ion yang masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Namun, secara keseluruhan, baterai lithium-ion memiliki kelebihan dan kekurangan sebagai berikut:

1. Keunggulan baterai lithium-ion.

(1) Tegangan tinggi: Tegangan kerja satu baterai dapat mencapai 3,7-3,8V (tegangan sel tertinggi dapat diisi hingga 4,2V), yang tiga kali lipat dari baterai Ni Cd dan Ni-H.

(2) Energi spesifik tinggi: Saat ini energi spesifik aktual yang dapat dicapai adalah sekitar 555Wh/kg, yang berarti material dapat mencapai kapasitas spesifik lebih dari 150mAh/g (3-4 kali Ni Cd, 2-3 kali Ni MH), yang mendekati sekitar 88% dari nilai teoretisnya.

(3) Siklus hidup yang panjang: umumnya bisa mencapai lebih dari 500 kali, atau bahkan lebih dari 1000 kali, dan litium besi fosfat bisa mencapai lebih dari 2000 kali. Umur baterai pada peralatan dengan arus listrik rendah akan melipatgandakan daya saingnya.

(4) Performa keselamatan yang baik: bebas polusi, tanpa efek memori. Seperti pendahulu Li-ion, baterai litium-ion telah berkurang area penerapannya karena pembentukan dendrit dan korsleting yang disebabkan oleh logam litium. Li-ion tidak mengandung unsur-unsur yang mencemari lingkungan seperti kadmium, timbal, dan merkuri. Kelemahan utama beberapa baterai Ni Cd dalam proses tertentu (seperti sintering) adalah "efek memori", yang sangat membatasi penggunaan baterai. Namun, Li-ion tidak mengalami masalah ini sama sekali.

(5) Debit mandiri rendah: Laju pelepasan mandiri ion Li, yang terisi penuh pada suhu kamar dan disimpan selama satu bulan, adalah sekitar 2%, jauh lebih rendah dari 25-30% Ni Cd dan 30-35% Ni dan MH.

(6) Pengisian dan pengosongan cepat: Kapasitasnya dapat mencapai lebih dari 80% kapasitas nominal setelah pengisian 30 menit, dan sekarang baterai besi fosfat dapat mencapai 90% dari kapasitas nominal setelah pengisian 10 menit.

(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. Kekurangan baterai lithium-ion

(1) Penuaan: Tidak seperti baterai isi ulang lainnya, kapasitas baterai lithium-ion akan menurun secara perlahan, tidak tergantung pada jumlah penggunaan, namun terkait dengan suhu. Mekanisme yang mungkin terjadi adalah resistansi internal meningkat secara bertahap, sehingga lebih mungkin terjadi pada produk elektronik dengan arus pengoperasian yang tinggi. Mengganti grafit dengan litium titanat tampaknya memperpanjang umur.

(2) Ketidakmampuan untuk menahan pengisian daya yang berlebihan: Selama pengisian daya yang berlebihan, ion litium yang tertanam secara berlebihan akan menempel secara permanen di kisi-kisi dan tidak dapat dilepaskan, yang dapat menyebabkan masa pakai baterai menjadi pendek dan produksi gas menyebabkan gelembung gas.

(3) Ketidakmampuan untuk menahan pelepasan berlebih: Selama pelepasan berlebih, ion litium berlebih dikeluarkan dari elektroda, yang dapat menyebabkan keruntuhan kisi, memperpendek masa pakai, dan menyebabkan pembentukan gas, yang mengakibatkan gelembung gas.

(4) Diperlukan beberapa mekanisme perlindungan: Karena penggunaan yang salah dapat mengurangi masa pakai dan bahkan menyebabkan ledakan, beberapa mekanisme perlindungan telah ditambahkan ke desain baterai lithium-ion.

Sirkuit perlindungan: mencegah pengisian daya yang berlebihan, pemakaian yang berlebihan, beban berlebih, dan panas berlebih.

Port pembuangan: untuk mencegah tekanan berlebihan di dalam baterai.

Karakteristik diafragma: Memiliki ketahanan tusukan yang tinggi untuk mencegah korsleting internal; Jika suhu internal baterai terlalu tinggi, baterai masih dapat meleleh, mencegah ion litium melewatinya, menghalangi reaksi baterai, dan meningkatkan resistansi internal (hingga 2kQ).

Singkatnya, perkembangan industri baterai lithium-ion adalah industri kuat yang mempromosikan negara-negara berkembang ke negara-negara maju.