Літій-іонний акумулятор фон проекту

  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.

Літій-іонні батареї є технологічно інтенсивною галуззю, розвиток цієї галузі також може активно сприяти розвитку виробництва обладнання та промисловості матеріалів у країні. Удосконалена мембранна технологія, технологія автоматичної конвеєрної лінії, технологія низької точки роси та високої атмосфери чистого повітря та відповідне обладнання, що використовується в основному процесі виробництва літій-іонних акумуляторів, має позитивну керівну та демонстраційну роль для розробки інших промислових технологій та обладнання. Матеріали, що використовуються в літій-іонних батареях, можуть бути інтегровані з місцевою мідною рудою, кобальтовою рудою та графітовою рудою для глибокої переробки в надтонку мідну фольгу для літій-іонних батарей, кобальтат літію (літій-нікель-кобальт-манганат) катодні матеріали та високоякісні матеріали. енергетичні графітові анодні матеріали.

Хоча літій-іонні акумулятори наразі є найпопулярнішим типом акумуляторів, з розвитком технологій з’явилося багато типів літій-іонних акумуляторів, кожен із яких має свої переваги та недоліки. Однак загалом літій-іонні батареї мають такі загальні переваги та недоліки:

1. Переваги літій-іонних акумуляторів.

(1) Висока напруга: Робоча напруга однієї батареї може досягати 3,7-3,8 В (найвища напруга елемента може заряджатися до 4,2 В), що в три рази більше, ніж у Ni-Cd і Ni-H батарей.

(2) Висока питома енергія: на даний момент фактична питома енергія, якої можна досягти, становить близько 555 Вт-год/кг, що означає, що матеріал може досягти питомої ємності понад 150 мА-год/г (3-4 рази Ni Cd, 2-3 раз Ni MH), що наближається до приблизно 88% його теоретичного значення.

(3) Довгий цикл життя: зазвичай може досягати більше ніж 500 разів або навіть більше ніж 1000 разів, а фосфат літію заліза може досягати більше ніж 2000 разів. Термін служби акумуляторів у приладах із слабким струмом розряду подвоїть їх конкурентоспроможність.

(4) Хороші показники безпеки: без забруднення, без ефекту пам'яті. Літій-іонні батареї, як попередники літій-іонних, скоротили область застосування через утворення дендритів і короткі замикання, викликані металевим літієм. Li-ion не містить елементів, які забруднюють навколишнє середовище, таких як кадмій, свинець і ртуть. Основним недоліком деяких нікель-кадмієвих батарей у певних процесах (таких як спікання) є «ефект пам’яті», який серйозно обмежує використання батарей. Однак Li-ion не має цієї проблеми взагалі.

(5) Низький саморозряд: Швидкість саморозряду іонів Li, які повністю заряджені при кімнатній температурі та зберігаються протягом одного місяця, становить близько 2%, набагато нижча, ніж 25-30% Ni Cd і 30-35% Ni і MH.

(6) Швидке заряджання та розряджання: ємність може досягати понад 80% від номінальної ємності після 30 хвилин заряджання, і тепер батареї з фосфатним залізом можуть досягати 90% від номінальної ємності після 10 хвилин заряджання.

(7) Діапазон високих робочих температур: робоча температура становить -25~55 °C. З удосконаленням електроліту та позитивного електрода очікується, що вона збільшиться до -40~70 °C.

2. Недоліки літій-іонних акумуляторів

(1) Старіння: на відміну від інших акумуляторних батарей, ємність літій-іонних батарей повільно зменшуватиметься незалежно від кількості використань, але пов’язано з температурою. Можливий механізм полягає в тому, що внутрішній опір поступово збільшується, тому це, швидше за все, відобразиться на електронних виробах із високими робочими струмами. Здається, заміна графіту титанатом літію збільшує термін служби.

(2) Нездатність переносити надмірне заряджання: під час надмірного заряджання надмірна кількість вбудованих іонів літію назавжди зафіксується в решітці та не може бути вивільнена, що може призвести до короткого терміну служби акумулятора та утворення газу, що спричиняє бульбашки газу.

(3) Нездатність протистояти надмірному розряду: під час надмірного розряду надмірна кількість іонів літію видаляється з електрода, що може спричинити колапс решітки, скоротити термін служби та спричинити утворення газу, що призводить до утворення бульбашок газу.

(4) Потрібні кілька захисних механізмів: через те, що неправильне використання може скоротити термін служби і навіть призвести до вибуху, у конструкцію літій-іонних акумуляторів було додано кілька захисних механізмів.

Схема захисту: запобігає перезарядці, перерозрядці, перевантаженню та перегріву.

Випускний порт: для запобігання надмірному тиску всередині акумулятора.

Характеристики діафрагми: має високу стійкість до проколів для запобігання внутрішньому короткому замиканню; Коли внутрішня температура батареї занадто висока, вона може розплавитися, перешкоджаючи проходженню іонів літію, блокуючи реакції батареї та збільшуючи внутрішній опір (до 2 кОм).

Таким чином, розвиток індустрії літій-іонних акумуляторів є потужною галуззю, яка просуває країни, що розвиваються, до високорозвинених країн.