Ozadje projekta litij-ionske baterije

  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.

Litij-ionske baterije so tehnološko intenzivna industrija，Razvoj te industrije lahko aktivno spodbuja tudi razvoj proizvodnje opreme in industrije materialov v državi. Napredna membranska tehnologija, tehnologija samodejnega montažnega traku, tehnologija nizke točke rosišča in atmosfere z visokim čistim zrakom ter ustrezna oprema, ki se uporablja v osnovnem procesu izdelave litij-ionskih baterij, ima pozitivno vodilno in predstavitveno vlogo pri razvoju drugih industrijskih tehnologij in opreme. Materiale, ki se uporabljajo v litij-ionskih baterijah, je mogoče integrirati z lokalno bakrovo rudo, kobaltovo rudo in grafitno rudo za globoko predelavo v ultratanko bakreno folijo za litij-ionske baterije, katodne materiale iz litijevega kobaltata (litij-nikelj-kobalt-manganat) in visokokakovostne materiale. energetski grafitni anodni materiali.

Čeprav so litij-ionske baterije trenutno najbolj priljubljena vrsta baterij, z razvojem tehnologije obstaja veliko vrst litij-ionskih baterij, od katerih ima vsaka svoje prednosti in slabosti. Na splošno pa imajo litij-ionske baterije naslednje skupne prednosti in slabosti:

1. Prednosti litij-ionskih baterij.

(1) Visoka napetost: delovna napetost ene same baterije lahko doseže 3,7–3,8 V (najvišjo napetost celice je mogoče napolniti do 4,2 V), kar je trikrat več kot pri Ni-Cd in Ni-H baterijah.

(2) Visoka specifična energija: Trenutno je dejanska specifična energija, ki jo je mogoče doseči, približno 555 Wh/kg, kar pomeni, da lahko material doseže specifično zmogljivost več kot 150 mAh/g (3-4-krat Ni Cd, 2-3 krat Ni MH), kar je blizu približno 88 % njegove teoretične vrednosti.

(3) Dolga življenjska doba cikla: na splošno lahko doseže več kot 500-krat ali celo več kot 1000-krat, litijev železov fosfat pa lahko doseže več kot 2000-krat. Življenjska doba baterij v napravah z nizkim tokom praznjenja bo podvojila njihovo konkurenčnost.

(4) Dobra varnostna učinkovitost: brez onesnaževanja, brez spominskega učinka. Litij-ionske baterije so kot predhodnice litij-ionskih baterij zmanjšale svoja področja uporabe zaradi nastajanja dendritov in kratkih stikov, ki jih povzroča kovinski litij. Li-ion ne vsebuje elementov, ki onesnažujejo okolje, kot so kadmij, svinec in živo srebro. Velika pomanjkljivost nekaterih Ni-Cd baterij pri določenih procesih (kot je sintranje) je "spominski učinek", ki resno omejuje uporabo baterij. Vendar Li-ion te težave sploh nima.

(5) Nizko samopraznjenje: stopnja samopraznjenja Li iona, ki je popolnoma napolnjen pri sobni temperaturi in shranjen en mesec, je približno 2 %, veliko nižja od 25-30 % Ni Cd in 30-35 % Ni in MH.

(6) Hitro polnjenje in praznjenje: zmogljivost lahko doseže več kot 80 % nazivne zmogljivosti po 30 minutah polnjenja, sedaj pa lahko fosfatne železove baterije dosežejo 90 % nazivne zmogljivosti po 10 minutah polnjenja.

(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. Slabosti litij-ionskih baterij

(1) Staranje: Za razliko od drugih polnilnih baterij bo zmogljivost litij-ionskih baterij počasi upadala, neodvisno od števila uporab, vendar v povezavi s temperaturo. Možen mehanizem je, da se notranji upor postopoma povečuje, zato je verjetneje, da se odraža v elektronskih izdelkih z visokim obratovalnim tokom. Zdi se, da zamenjava grafita z litijevim titanatom podaljša življenjsko dobo.

(2) Nezmožnost prenašanja prekomernega polnjenja: med prekomernim polnjenjem se prekomerna količina vdelanih litijevih ionov trajno zadrži v rešetki in jih ni mogoče sprostiti, kar lahko povzroči kratko življenjsko dobo baterije in proizvodnjo plina, ki povzroča plinske mehurčke.

(3) Nezmožnost vzdržati čezmerno praznjenje: med čezmernim praznjenjem se iz elektrode odstrani prekomerna količina litijevih ionov, kar lahko povzroči kolaps mreže, skrajša življenjsko dobo in povzroči nastajanje plina, kar povzroči nastanek plinskih mehurčkov.

(4) Potrebnih je več zaščitnih mehanizmov: Ker lahko nepravilna uporaba skrajša življenjsko dobo in celo povzroči eksplozijo, je bilo zasnovi litij-ionskih baterij dodanih več zaščitnih mehanizmov.

Zaščitno vezje: prepreči prekomerno polnjenje, prekomerno praznjenje, preobremenitev in pregrevanje.

Izpušna odprtina: za preprečevanje prekomernega tlaka v bateriji.

Značilnosti membrane: Ima visoko odpornost proti prebadanju, da prepreči notranje kratke stike; Ko je notranja temperatura baterije previsoka, se lahko še vedno stopi, prepreči prehod litijevih ionov, blokira reakcije baterije in poveča notranji upor (do 2 kQ).

Če povzamemo, razvoj industrije litij-ionskih baterij je močna industrija, ki spodbuja države v razvoju v visoko razvite države.