Ličio jonų akumuliatoriaus projekto fonas

  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.

Ličio jonų baterijos yra daug technologijų reikalaujanti pramonė， Šios pramonės plėtra taip pat gali aktyviai paskatinti šalies įrangos gamybos ir medžiagų pramonės plėtrą. Pažangi membranų technologija, automatinės surinkimo linijos technologija, žemo rasos taško ir labai švaraus oro atmosferos technologija ir atitinkama įranga, naudojama pagrindiniame ličio jonų baterijų gamybos procese, ji turi teigiamą gairių ir demonstravimo vaidmenį kuriant kitas pramonines technologijas ir įrangą. Ličio jonų baterijose naudojamos medžiagos gali būti integruotos su vietine vario rūda, kobalto rūda ir grafito rūda giliai perdirbant į itin ploną vario foliją ličio jonų baterijoms, ličio kobaltato (ličio nikelio kobalto manganato) katodo medžiagas ir aukštos kokybės energetinės grafito anodo medžiagos.

Nors ličio jonų akumuliatoriai šiuo metu yra populiariausias akumuliatorių tipas, tobulėjant technologijoms, yra daugybė ličio jonų akumuliatorių tipų, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų. Tačiau apskritai ličio jonų baterijos turi šiuos bendrus privalumus ir trūkumus:

1. Ličio jonų akumuliatorių pranašumai.

(1) Aukšta įtampa: vienos baterijos darbinė įtampa gali siekti net 3,7–3,8 V (didžiausią elementų įtampą galima įkrauti iki 4,2 V), o tai tris kartus viršija Ni Cd ir Ni-H akumuliatorių.

(2) Didelė savitoji energija: šiuo metu faktinė savitoji energija, kurią galima pasiekti, yra apie 555 Wh/kg, o tai reiškia, kad medžiaga gali pasiekti didesnį nei 150 mAh/g specifinį pajėgumą (3–4 kartus Ni Cd, 2–3). kartų Ni MH), kuris yra beveik 88% jo teorinės vertės.

(3) Ilgas ciklo tarnavimo laikas: paprastai gali siekti daugiau nei 500 kartų arba net daugiau nei 1000 kartų, o ličio geležies fosfatas gali siekti daugiau nei 2000 kartų. Mažos srovės iškrovimo prietaisų akumuliatorių tarnavimo laikas padvigubins jų konkurencingumą.

(4) Geros saugos savybės: neužteršta, nėra atminties efekto. Ličio jonų baterijos, kaip ličio jonų pirmtakas, sumažino savo naudojimo sritis dėl dendritų susidarymo ir metalinio ličio sukeltų trumpųjų jungimų. Ličio jonų sudėtyje nėra aplinką teršiančių elementų, tokių kaip kadmis, švinas ir gyvsidabris. Pagrindinis kai kurių Ni Cd baterijų trūkumas tam tikruose procesuose (pvz., sukepinimo) yra „atminties efektas“, kuris labai riboja baterijų naudojimą. Tačiau Li-ion šios problemos apskritai neturi.

(5) Mažas savaiminis išsikrovimas: Ličio jonų, kurie visiškai įkraunami kambario temperatūroje ir laikomi vieną mėnesį, savaiminio išsikrovimo greitis yra apie 2%, daug mažesnis nei 25-30% Ni Cd ir 30-35% Ni. ir MH.

(6) Greitas įkrovimas ir iškrovimas: talpa gali siekti daugiau nei 80% vardinės talpos po 30 minučių įkrovimo, o dabar fosfato geležies akumuliatoriai gali pasiekti 90% vardinės talpos po 10 minučių įkrovimo.

(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. Ličio jonų akumuliatorių trūkumai

(1) Senėjimas: skirtingai nuo kitų įkraunamų baterijų, ličio jonų baterijų talpa lėtai mažės, nepriklausomai nuo naudojimo skaičiaus, bet dėl ​​temperatūros. Galimas mechanizmas yra tas, kad vidinė varža palaipsniui didėja, todėl labiau tikėtina, kad ji atsispindės elektroniniuose gaminiuose su didelėmis darbo srovėmis. Atrodo, kad grafito pakeitimas ličio titanatu prailgina tarnavimo laiką.

(2) Nesugebėjimas atlaikyti per didelio įkrovimo: perteklinio įkrovimo metu pertekliniai įterptieji ličio jonai visam laikui užsifiksuos grotelėje ir negali būti išleisti, todėl gali sutrumpėti akumuliatoriaus veikimo laikas ir susidaryti dujos, dėl kurių gali susidaryti dujų burbuliukai.

(3) Nesugebėjimas atlaikyti per didelės iškrovos: perteklinio iškrovimo metu iš elektrodo pašalinamas per didelis ličio jonų kiekis, dėl kurio gali sugriūti grotelės, sutrumpėti tarnavimo laikas ir susidaryti dujos, dėl kurių susidaro dujų burbuliukai.

(4) Reikalingi keli apsaugos mechanizmai: dėl to, kad netinkamas naudojimas gali sutrumpinti eksploatavimo trukmę ir netgi sukelti sprogimą, ličio jonų akumuliatorių konstrukcijoje buvo pridėti keli apsaugos mechanizmai.

Apsaugos grandinė: apsaugo nuo perkrovimo, per didelio iškrovimo, perkrovos ir perkaitimo.

Išmetimo anga: kad būtų išvengta per didelio slėgio akumuliatoriaus viduje.

Diafragmos charakteristikos: turi didelį atsparumą pradūrimui, kad būtų išvengta vidinių trumpųjų jungimų; Kai akumuliatoriaus vidinė temperatūra yra per aukšta, ji vis tiek gali ištirpti, neleisti pro ją prasiskverbti ličio jonams, blokuoti akumuliatoriaus reakcijas ir padidinti vidinę varžą (iki 2kQ).

Apibendrinant galima pasakyti, kad ličio jonų baterijų pramonės plėtra yra galinga pramonė, kuri skatina besivystančias šalis į labai išsivysčiusias šalis.