Lityum-ion batareya loyihasi foni

  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.

Lityum-ion batareyalar texnologiyani ko'p talab qiladigan sanoatdir, bu sanoatning rivojlanishi mamlakatning asbob-uskunalar ishlab chiqarish va materiallar sanoatining rivojlanishiga ham faol yordam berishi mumkin. Ilg'or membrana texnologiyasi, avtomatik yig'ish liniyasi texnologiyasi, past shudring nuqtasi va yuqori toza havo atmosferasi texnologiyasi va lityum ionli batareyalarni ishlab chiqarishning asosiy jarayonida ishlatiladigan mos keladigan uskunalar， U boshqa sanoat texnologiyalari va uskunalarini rivojlantirish uchun ijobiy rahbarlik va namoyish roliga ega. Lityum-ionli batareyalarda ishlatiladigan materiallar mahalliy mis rudalari, kobalt rudalari va grafit rudalari bilan litiy-ionli batareyalar uchun ultra yupqa mis folga, litiy kobaltat (litiy nikel kobalt manganat) katod materiallari va yuqori sifatli qayta ishlash uchun birlashtirilishi mumkin. energiya grafit anod materiallari.

Lityum-ion batareyalar hozirgi vaqtda eng mashhur akkumulyator turi bo'lsa-da, texnologiyaning rivojlanishi bilan lityum-ion batareyalarning ko'p turlari mavjud bo'lib, ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Biroq, umuman olganda, lityum-ion batareyalarning quyidagi umumiy afzalliklari va kamchiliklari mavjud:

1. Lityum-ionli batareyalarning afzalliklari.

(1) Yuqori kuchlanish: Bitta batareyaning ish kuchlanishi 3,7-3,8 V gacha (eng yuqori hujayra kuchlanishi 4,2 V gacha zaryadlanishi mumkin), bu Ni Cd va Ni-H batareyalaridan uch baravar ko'p.

(2) Yuqori o'ziga xos energiya: Hozirgi vaqtda erishish mumkin bo'lgan haqiqiy o'ziga xos energiya taxminan 555 Vt / kg ni tashkil qiladi, ya'ni material 150 mAh / g dan ortiq (3-4 marta Ni Cd, 2-3) o'ziga xos quvvatga erishishi mumkin. marta Ni MH), bu uning nazariy qiymatining taxminan 88% ga yaqin.

(3) Uzoq aylanish muddati: odatda 500 martadan ko'proq yoki hatto 1000 martadan ko'proq, lityum temir fosfat esa 2000 martadan ko'proqqa yetishi mumkin. Past oqimli deşarj qurilmalaridagi batareyalarning ishlash muddati ularning raqobatbardoshligini ikki baravar oshiradi.

(4) Yaxshi xavfsizlik ko'rsatkichlari: ifloslanishsiz, xotira effekti yo'q. Li-ionning salafi sifatida, lityum-ion batareyalar dendritlar hosil bo'lishi va metall lityumdan kelib chiqadigan qisqa tutashuvlar tufayli qo'llanilish sohalarini qisqartirdi. Li-ion tarkibida kadmiy, qo'rg'oshin va simob kabi atrof-muhitni ifloslantiruvchi elementlar mavjud emas. Ayrim jarayonlarda (masalan, sinterlash) ba'zi Ni Cd batareyalarining asosiy kamchiliklari batareyalardan foydalanishni jiddiy cheklaydigan "xotira effekti" dir. Biroq, Li-ionda bu muammo umuman yo'q.

(5) Kam o'z-o'zidan tushirish: Xona haroratida to'liq zaryadlangan va bir oy davomida saqlanadigan Li ionining o'z-o'zidan zaryadsizlanish darajasi taxminan 2% ni tashkil qiladi, bu Ni Cd ning 25-30% va Ni 30-35% dan ancha past. va MH.

(6) Tez zaryadlash va zaryadlash: Imkoniyatlar 30 daqiqalik zaryaddan keyin nominal quvvatning 80% dan ortig'iga yetishi mumkin va endi fosfat temir batareyalari 10 daqiqalik zaryaddan keyin nominal quvvatning 90% ga yetishi mumkin.

(7) Yuqori ish harorati oralig'i: Ish harorati -25 ~ 55 ° C. Elektrolit va musbat elektrodning yaxshilanishi bilan -40 ~ 70 ° C gacha kengayishi kutilmoqda.

2. Lityum-ionli batareyalarning kamchiliklari

(1) Qarish: Boshqa qayta zaryadlanuvchi batareyalardan farqli o'laroq, lityum-ion batareyalarning quvvati foydalanish sonidan qat'i nazar, lekin haroratga bog'liq holda asta-sekin kamayadi. Mumkin mexanizm shundaki, ichki qarshilik asta-sekin o'sib boradi, shuning uchun u yuqori ishlaydigan oqimlarga ega bo'lgan elektron mahsulotlarda aks etishi ehtimoli ko'proq. Grafitni lityum titanat bilan almashtirish umrini uzaytiradi.

(2) Haddan tashqari zaryadga bardosh bera olmaslik: Haddan tashqari zaryadlash paytida ortiqcha o'rnatilgan lityum ionlari panjaraga doimiy ravishda o'rnatiladi va ularni chiqarib bo'lmaydi, bu batareyaning ishlash muddatini qisqartirishi va gaz pufakchalarini keltirib chiqaradigan gaz hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin.

(3) Haddan tashqari zaryadga bardosh bera olmaslik: Haddan tashqari zaryadsizlanish vaqtida elektroddan ortiqcha lityum ionlari chiqariladi, bu esa panjaraning yiqilishiga, xizmat muddatini qisqartirishiga va gaz hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin, natijada gaz pufakchalari paydo bo'ladi.

(4) Bir nechta himoya mexanizmlari talab qilinadi: noto'g'ri foydalanish muddatini qisqartirishi va hatto portlashlarga olib kelishi mumkinligi sababli, lityum-ion batareyalar dizayniga bir nechta himoya mexanizmlari qo'shildi.

Himoya sxemasi: haddan tashqari zaryadlash, ortiqcha zaryadsizlanish, ortiqcha yuk va qizib ketishning oldini olish.

Egzoz porti: batareya ichidagi ortiqcha bosimning oldini olish uchun.

Diafragma xususiyatlari: ichki qisqa tutashuvlarni oldini olish uchun yuqori teshilish qarshiligiga ega; Batareyaning ichki harorati juda yuqori bo'lsa, u hali ham erishi mumkin, lityum ionlarining o'tishiga yo'l qo'ymaydi, batareya reaktsiyalarini bloklaydi va ichki qarshilikni oshiradi (2kQ gacha).

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, lityum-ion batareyalar sanoatining rivojlanishi rivojlanayotgan mamlakatlarni yuqori darajada rivojlangan mamlakatlarga targ'ib qiluvchi kuchli sanoatdir.