Fundalul proiectului bateriei litiu-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.

Bateriile litiu-ion sunt o industrie tehnologică intensivă, dezvoltarea acestei industrii poate, de asemenea, să stimuleze în mod activ dezvoltarea industriilor de fabricare a echipamentelor și materialelor din țară. Tehnologie avansată cu membrană, tehnologie automată a liniei de asamblare, punct de rouă scăzut și tehnologie cu atmosferă ridicată de aer curat și echipamente corespunzătoare utilizate în procesul de bază al producției de baterii cu ioni de litiu, are un rol pozitiv de ghidare și demonstrație pentru dezvoltarea altor tehnologii și echipamente industriale. Materialele utilizate în bateriile litiu-ion pot fi integrate cu minereu local de cupru, minereu de cobalt și minereu de grafit pentru prelucrare profundă în folie de cupru ultra-subțire pentru bateriile litiu-ion, materiale catodice de cobaltat de litiu (litiu nichel cobalt manganat) și materiale pentru anozi de grafit energetic.

Deși bateriile litiu-ion sunt în prezent cel mai popular tip de baterie, odată cu dezvoltarea tehnologiei, există multe tipuri de baterii litiu-ion, fiecare având propriile avantaje și dezavantaje. Cu toate acestea, în general, bateriile litiu-ion au următoarele avantaje și dezavantaje comune:

1. Avantajele bateriilor litiu-ion.

(1) Tensiune înaltă: tensiunea de lucru a unei singure baterii poate ajunge până la 3,7-3,8V (cea mai mare tensiune a celulei poate fi încărcată până la 4,2V), care este de trei ori mai mare decât a bateriilor Ni Cd și Ni-H.

(2) Energie specifică mare: în prezent, energia specifică reală care poate fi atinsă este de aproximativ 555Wh/kg, ceea ce înseamnă că materialul poate atinge o capacitate specifică de peste 150mAh/g (3-4 ori Ni Cd, 2-3 ori Ni MH), care este aproape de aproximativ 88% din valoarea sa teoretică.

(3) Ciclu de viață lung: în general poate ajunge la mai mult de 500 de ori, sau chiar mai mult de 1000 de ori, iar fosfatul de litiu fier poate ajunge la mai mult de 2000 de ori. Durata de viață a bateriilor din aparatele cu descărcare de curent redus le va dubla competitivitatea.

(4) Performanță bună de siguranță: fără poluare, fără efect de memorie. Ca predecesoare Li-ion, bateriile litiu-ion și-au redus zonele de aplicare din cauza formării dendritelor și a scurtcircuitelor cauzate de litiul metalic. Li-ion nu conține elemente care poluează mediul, cum ar fi cadmiul, plumbul și mercurul. Un dezavantaj major al unor baterii Ni Cd în anumite procese (cum ar fi sinterizarea) este „efectul de memorie”, care restricționează serios utilizarea bateriilor. Cu toate acestea, Li-ion nu are deloc această problemă.

(5) Autodescărcare scăzută: rata de autodescărcare a ionilor de litiu, care este încărcat complet la temperatura camerei și depozitat timp de o lună, este de aproximativ 2%, mult mai mică decât 25-30% Ni Cd și 30-35% Ni și MH.

(6) Încărcare și descărcare rapidă: capacitatea poate atinge peste 80% din capacitatea nominală după 30 de minute de încărcare, iar acum bateriile cu fier fosfat pot atinge 90% din capacitatea nominală după 10 minute de încărcare.

(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. Dezavantajele bateriilor litiu-ion

(1) Îmbătrânire: Spre deosebire de alte baterii reîncărcabile, capacitatea bateriilor litiu-ion va scădea lent, independent de numărul de utilizări, dar în funcție de temperatură. Mecanismul posibil este că rezistența internă crește treptat, astfel încât este mai probabil să se reflecte în produsele electronice cu curenți de funcționare mari. Înlocuirea grafitului cu titanat de litiu pare să prelungească durata de viață.

(2) Incapacitatea de a suporta supraîncărcarea: în timpul supraîncărcării, ionii de litiu încorporați în exces se vor fixa permanent în zăbrele și nu pot fi eliberați, ceea ce poate duce la o durată de viață scurtă a bateriei și la producerea de gaz care provoacă bule de gaz.

(3) Incapacitatea de a rezista la supradescărcare: în timpul supradescărcării, ionii de litiu excesivi sunt îndepărtați din electrod, ceea ce poate provoca colapsul rețelei, scurtarea duratei de viață și generarea de gaz, rezultând bule de gaz.

(4) Sunt necesare mai multe mecanisme de protecție: Datorită faptului că utilizarea incorectă poate reduce durata de viață și poate duce chiar la explozii, la proiectarea bateriilor litiu-ion au fost adăugate mecanisme multiple de protecție.

Circuit de protecție: previne supraîncărcarea, supradescărcarea, supraîncărcarea și supraîncălzirea.

Port de evacuare: pentru a preveni presiunea excesivă în interiorul bateriei.

Caracteristicile diafragmei: Are rezistență ridicată la perforare pentru a preveni scurtcircuitele interne; Când temperatura internă a bateriei este prea mare, aceasta se poate topi, împiedica trecerea ionilor de litiu, blochează reacțiile bateriei și crește rezistența internă (până la 2 kQ).

Pe scurt, dezvoltarea industriei bateriilor litiu-ion este o industrie puternică care promovează țările în curs de dezvoltare către țările foarte dezvoltate.