Литий-иондық батарея жобасының фоны

  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.

Литий-ионды аккумуляторлар технологияны көп қажет ететін сала болып табылады, бұл саланың дамуы елдің құрал-жабдық жасау және материалдар өнеркәсібінің дамуына да белсенді ықпал ете алады. Жетілдірілген мембраналық технология, автоматты құрастыру желісі технологиясы, төмен шық нүктесі және жоғары таза ауа атмосферасы технологиясы және литий-иондық аккумуляторды өндірудің негізгі процесінде қолданылатын сәйкес жабдық， Ол басқа өнеркәсіптік технологиялар мен жабдықтарды дамыту үшін оң бағыттаушы және демонстрациялық рөлге ие. Литий-ионды аккумуляторларда қолданылатын материалдарды жергілікті мыс кенімен, кобальт кенімен және литий-ионды аккумуляторлар үшін ультра жұқа мыс фольгасына, литий кобальтатты (литий никель кобальт манганаты) катодты материалдарға және жоғары өңдеуге арналған графит кенімен біріктіруге болады. энергетикалық графиттік анодтық материалдар.

Қазіргі уақытта литий-ионды аккумуляторлар батареяның ең танымал түрі болғанымен, технологияның дамуымен литий-ионды батареялардың көптеген түрлері бар, олардың әрқайсысының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Дегенмен, жалпы алғанда, литий-ионды батареялардың келесі жалпы артықшылықтары мен кемшіліктері бар:

1. Литий-ионды батареялардың артықшылықтары.

(1) Жоғары кернеу: бір батареяның жұмыс кернеуі 3,7-3,8 В дейін жетуі мүмкін (ең жоғары ұяшық кернеуі 4,2 ​​В дейін зарядталады), бұл Ni Cd және Ni-H батареяларынан үш есе көп.

(2) Жоғары меншікті энергия: Қазіргі уақытта қол жеткізуге болатын нақты меншікті энергия шамамен 555 Вт сағ/кг құрайды, бұл материалдың 150 мАч/г (3-4 есе Ni Cd, 2-3) ерекше сыйымдылығына жете алатынын білдіреді. рет Ni MH), бұл оның теориялық мәнінің шамамен 88% жуық.

(3) Ұзақ циклдің қызмет ету мерзімі: әдетте 500 еседен астам немесе тіпті 1000 еседен астам, ал литий темір фосфаты 2000 еседен астам жетуі мүмкін. Төмен ток разряды бар құрылғылардағы батареялардың қызмет ету мерзімі олардың бәсекеге қабілеттілігін екі есе арттырады.

(4) Жақсы қауіпсіздік өнімділігі: ластанусыз, жад әсері жоқ. Литий-ионды аккумуляторлар дендриттердің пайда болуына және металл литийден туындаған қысқа тұйықталуларға байланысты литий-ионды аккумуляторлар өздерінің қолдану аймағын қысқартты. Ли-ионның құрамында кадмий, қорғасын және сынап сияқты қоршаған ортаны ластайтын элементтер жоқ. Кейбір Ni Cd батареяларының белгілі бір процестерде (мысалы, агломерация) негізгі кемшілігі батареяларды пайдалануды айтарлықтай шектейтін «жад эффектісі» болып табылады. Дегенмен, Li-ion-да бұл мәселе мүлдем жоқ.

(5) Төмен өздігінен разряд: бөлме температурасында толық зарядталған және бір ай бойы сақталған Li ионының өздігінен разряд жылдамдығы шамамен 2% құрайды, бұл Ni Cd 25-30% және Ni 30-35% қарағанда әлдеқайда төмен. және MH.

(6) Жылдам зарядтау және разрядтау: сыйымдылық 30 минут зарядтаудан кейін номиналды сыйымдылықтың 80% -нан астамына жетуі мүмкін, ал енді фосфатты темір батареялары 10 минут зарядтаудан кейін номиналды сыйымдылықтың 90% жетуі мүмкін.

(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. Литий-ионды батареялардың кемшіліктері

(1) Қартаю: басқа қайта зарядталатын батареялардан айырмашылығы, литий-ионды батареялардың сыйымдылығы пайдалану санына қарамастан, бірақ температураға байланысты баяу төмендейді. Ықтимал механизм ішкі қарсылық бірте-бірте артады, сондықтан ол жоғары жұмыс токтары бар электрондық өнімдерде көрініс табуы ықтимал. Графитті литий титанатпен ауыстыру өмір сүру ұзақтығын ұзартатын сияқты.

(2) Шамадан тыс зарядтауды көтере алмау: Шамадан тыс зарядтау кезінде шамадан тыс кірістірілген литий иондары торға тұрақты түрде бекітіледі және босатылмайды, бұл батареяның қызмет ету мерзімінің қысқаруына және газ көпіршіктерін тудыратын газдың пайда болуына әкелуі мүмкін.

(3) Шамадан тыс разрядқа төтеп бере алмау: Шамадан тыс разряд кезінде электродтан шамадан тыс литий иондары жойылады, бұл тордың бұзылуына, қызмет ету мерзімін қысқартуға және газдың пайда болуына себеп болуы мүмкін, нәтижесінде газ көпіршіктері пайда болады.

(4) Бірнеше қорғаныс механизмдері қажет: Дұрыс пайдаланбау қызмет ету мерзімін қысқартуы және тіпті жарылысқа әкелуі мүмкін болғандықтан, литий-ионды батареялардың дизайнына бірнеше қорғаныс механизмдері қосылды.

Қорғаныс тізбегі: шамадан тыс зарядтауды, шамадан тыс зарядсыздануды, шамадан тыс жүктеуді және қызып кетуді болдырмаңыз.

Шығару порты: батареяның ішіндегі шамадан тыс қысымның алдын алу үшін.

Диафрагманың сипаттамалары: Ішкі қысқа тұйықталудың алдын алу үшін жоғары тесуге төзімділігі бар; Батареяның ішкі температурасы тым жоғары болғанда, ол әлі де еріп, литий иондарының өтуіне жол бермеуі, батарея реакцияларын блоктауы және ішкі кедергісін арттыруы мүмкін (2кQ дейін).

Қорытындылай келе, литий-иондық аккумуляторлар өнеркәсібінің дамуы дамушы елдерді жоғары дамыған елдерге ілгерілететін қуатты сала болып табылады.