Projectachtergrond van de lithium-ionbatterij

  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.

Lithium-ionbatterijen zijn een technologie-intensieve industrie. De ontwikkeling van deze industrie kan ook actief de ontwikkeling van de apparatuur- en materiaalindustrie van het land stimuleren. Geavanceerde membraantechnologie, automatische assemblagelijntechnologie, technologie met een laag dauwpunt en hoge schone lucht en bijbehorende apparatuur die wordt gebruikt in het kernproces van de productie van lithium-ionbatterijen. Het heeft een positieve begeleidings- en demonstratierol voor de ontwikkeling van andere industriële technologieën en apparatuur. De materialen die worden gebruikt in lithium-ionbatterijen kunnen worden geïntegreerd met lokaal kopererts, kobalterts en grafieterts voor diepe verwerking tot ultradunne koperfolie voor lithium-ionbatterijen, lithiumkobaltaat (lithium-nikkel-kobalt-manganaat) kathodematerialen en hoogwaardige materialen. energiegrafietanodematerialen.

Hoewel lithium-ionbatterijen momenteel het meest populaire type batterij zijn, zijn er door de ontwikkeling van de technologie veel soorten lithium-ionbatterijen, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Over het algemeen hebben lithium-ionbatterijen echter de volgende gemeenschappelijke voor- en nadelen:

1. De voordelen van lithium-ionbatterijen.

(1) Hoogspanning: de werkspanning van een enkele batterij kan oplopen tot 3,7-3,8 V (de hoogste celspanning kan worden opgeladen tot 4,2 V), wat drie keer zo hoog is als die van Ni Cd- en Ni-H-batterijen.

(2) Hoge specifieke energie: Momenteel bedraagt ​​de werkelijke specifieke energie die kan worden bereikt ongeveer 555 Wh/kg, wat betekent dat het materiaal een specifieke capaciteit van meer dan 150 mAh/g kan bereiken (3-4 keer Ni Cd, 2-3 maal Ni MH), wat dicht bij ongeveer 88% van de theoretische waarde ligt.

(3) Lange levensduur: kan over het algemeen meer dan 500 keer bereiken, of zelfs meer dan 1000 keer, en lithiumijzerfosfaat kan meer dan 2000 keer bereiken. De levensduur van batterijen in apparaten met lage stroomontlading zal hun concurrentievermogen verdubbelen.

(4) Goede veiligheidsprestaties: vrij van vervuiling, geen geheugeneffect. Als voorganger van Li-ion hebben lithium-ionbatterijen hun toepassingsgebied verminderd vanwege de vorming van dendrieten en kortsluitingen veroorzaakt door metallisch lithium. Li-ion bevat geen elementen die het milieu vervuilen, zoals cadmium, lood en kwik. Een groot nadeel van sommige Ni Cd-batterijen bij bepaalde processen (zoals sinteren) is het "geheugeneffect", dat het gebruik van batterijen ernstig beperkt. Li-ion heeft dit probleem echter helemaal niet.

(5) Lage zelfontlading: de zelfontlading van Li-ion, dat volledig is opgeladen bij kamertemperatuur en een maand wordt bewaard, is ongeveer 2%, veel lager dan 25-30% van Ni Cd en 30-35% van Ni en MH.

(6) Snel opladen en ontladen: de capaciteit kan na 30 minuten opladen meer dan 80% van de nominale capaciteit bereiken, en nu kunnen fosfaatijzerbatterijen na 10 minuten opladen 90% van de nominale capaciteit bereiken.

(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. Nadelen van lithium-ionbatterijen

(1) Veroudering: In tegenstelling tot andere oplaadbare batterijen zal de capaciteit van lithium-ionbatterijen langzaam afnemen, onafhankelijk van het aantal toepassingen, maar gerelateerd aan de temperatuur. Het mogelijke mechanisme is dat de interne weerstand geleidelijk toeneemt, waardoor deze waarschijnlijker wordt weerspiegeld in elektronische producten met hoge bedrijfsstromen. Het vervangen van grafiet door lithiumtitanaat lijkt de levensduur te verlengen.

(2) Onvermogen om overladen te verdragen: Tijdens overladen zullen overtollige ingebedde lithiumionen zich permanent in het rooster vastzetten en niet kunnen worden vrijgegeven, wat kan leiden tot een korte levensduur van de batterij en gasproductie, waardoor gasbellen ontstaan.

(3) Onvermogen om overmatige ontlading te weerstaan: tijdens overmatige ontlading worden overtollige lithiumionen van de elektrode verwijderd, wat kan leiden tot het instorten van het rooster, de levensduur kan verkorten en gasvorming kan veroorzaken, wat resulteert in gasbellen.

(4) Er zijn meerdere beveiligingsmechanismen vereist: vanwege het feit dat onjuist gebruik de levensduur kan verkorten en zelfs tot explosies kan leiden, zijn er meerdere beveiligingsmechanismen toegevoegd aan het ontwerp van lithium-ionbatterijen.

Beveiligingscircuit: voorkom overladen, overontladen, overbelasting en oververhitting.

Uitlaatpoort: om overmatige druk in de accu te voorkomen.

Diafragmakarakteristieken: Het heeft een hoge lekweerstand om interne kortsluiting te voorkomen; Wanneer de interne temperatuur van de batterij te hoog is, kan deze nog steeds smelten, voorkomen dat lithiumionen erdoorheen gaan, batterijreacties blokkeren en de interne weerstand verhogen (tot 2 kQ).

Samenvattend is de ontwikkeling van de lithium-ionbatterij-industrie een krachtige industrie die ontwikkelingslanden promoot naar hoogontwikkelde landen.