Научите покупать литиевую батарею

Литиевые батареи подразделяются на литий-ионные и полимерно-литиевые. Электролит литий-ионной батареи течет, а электролит полимерной литиевой батареи является твердым. Поэтому литий-ионный аккумулятор более нестабилен, чем полимерный литиевый аккумулятор, который может взорваться при ударе внешних сил или при использовании нестандартного зарядного устройства. Многие батареи, используемые в портативных электронных продуктах, таких как мобильные телефоны, ноутбуки и цифровые фотоаппараты, являются литиевыми. Купить литиевую батарею низкого качества - все равно что поставить вокруг себя «бомбу замедленного действия». Поэтому покупатели должны обращать внимание на следующие моменты при покупке литиевых батарей:

Шаг / метод

1. Ясно ли указана емкость? Литиевая батарея без четко обозначенной емкости (2200 мАч или 4400 мАч), скорее всего, будет повторно собранной мусорной батареей с использованием сердечника батареи низкого качества или переработанного сердечника батареи. На рынке есть много дешевых литиевых батарей, которые производятся путем переработки сердечников батарей или их разборки. Хотя цена дешевая, срок службы короткий, качество нестабильное, а случайное использование может повредить мобильный телефон или даже взорваться.

2. Гарантировать ли время ожидания. Время ожидания - это время непрерывного использования после установки литиевой батареи в мобильный телефон до следующей зарядки. Литиевые батареи, продаваемые на обычном рынке, не могут гарантировать клиентам время работы в режиме ожидания. Это из-за нестабильного качества батареи. Во многих недорогих батареях используются батареи низкого качества, поэтому время работы в режиме ожидания невелико.

3. Имеется ли цепь безопасности. Характеристики литиевой батареи определяют, что литиевая батарея должна быть оборудована защитной пластиной для предотвращения перезарядки, чрезмерной разрядки и короткого замыкания литиевой батареи. Литиевая батарея без защитной пластины может деформироваться, протечь или взорваться. В условиях жесткой ценовой конкуренции каждая фабрика по производству аккумуляторных батарей ищет более дешевую схему защиты или просто отказывается от устройства, в результате чего рынок полон взрывоопасных литиевых батарей. Потребители не могут определить, есть ли у них защитная печатная плата снаружи, поэтому для покупки лучше выбрать продавца с хорошей репутацией.

Литиевая батарея относится к батарее, содержащей литий (включая металлический литий, литиевый сплав и литий-ионный, литий-полимерный) в электрохимической системе. Литиевые батареи можно условно разделить на две категории: литий-металлические батареи и литий-ионные батареи. Литий-металлические батареи, как правило, не подлежат перезарядке и содержат металлический литий. Литий-ионные батареи не содержат металлического лития и являются перезаряжаемыми.

Принцип химической реакции складной батареи

Литий-металлический аккумулятор - это тип аккумулятора, в котором в качестве материала отрицательного электрода используется металлический литий или литиевый сплав, а также используется неводный раствор электролита. В самой ранней литиевой батарее использовалась следующая реакция: Li + MnO2 = LiMnO2, реакция - окислительно-восстановительная реакция, разряд.

Впервые он был использован в кардиостимуляторах. Скорость саморазряда литиевой батареи чрезвычайно мала, а напряжение разряда невысокое. Аппарат, который вживлен в человеческий организм, может долгое время работать без подзарядки. Литиевые батареи обычно имеют номинальное напряжение выше 3,0 В, что делает их более подходящими для использования в качестве источников питания интегральных схем. Батареи из диоксида марганца широко используются в калькуляторах, цифровых фотоаппаратах и часах.

Были изучены различные материалы, чтобы разработать более совершенные разновидности беспрецедентного продукта. Например, литиевые батареи из диоксида серы и литий-тионилхлоридные батареи очень характерны. Их положительные активные материалы также являются растворителями электролита. Эта структура встречается только в электрохимических системах, которые не являются водными растворами. Таким образом, исследования литиевых батарей также способствовали развитию электрохимической теории неводных систем. Помимо использования различных неводных растворителей, также проводились исследования полимерных тонкопленочных батарей.

В 1992 году Sony успешно разработала литий-ионные аккумуляторы. Его практичность делает мобильные телефоны, ноутбуки, калькуляторы и другие портативные электронные устройства намного меньшими по весу и размеру. Время использования значительно увеличено. Поскольку литий-ионный аккумулятор не содержит кадмия тяжелых металлов, он значительно снижает загрязнение окружающей среды по сравнению с никель-кадмиевым аккумулятором.

Литиевые батареи обычно делятся на две категории:

Литий-металлический аккумулятор. Литий-металлический аккумулятор обычно представляет собой аккумулятор, использующий диоксид марганца в качестве материала положительного электрода, металлический литий или его металлический сплав в качестве материала отрицательного электрода и неводный раствор электролита.

Литий-ионная батарея: литий-ионная батарея обычно представляет собой батарею, в которой в качестве материала положительного электрода используется оксид металла из литиевого сплава, в качестве материала отрицательного электрода - графит, а также неводный электролит.

Хотя литий-металлический аккумулятор имеет высокую плотность энергии, теоретически она может достигать 3860 Вт / кг. Однако, поскольку он недостаточно стабилен и не может быть заряжен, его нельзя использовать в качестве аккумулятора для многократного использования. Литий-ионные аккумуляторы были разработаны в качестве основных аккумуляторных батарей из-за их способности многократно заряжаться. Однако из-за его комбинации с различными элементами состав катодного материала сильно различается в различных аспектах, что приводит к увеличению споров в отрасли по поводу маршрута катодного материала.

Как правило, наиболее часто используемые силовые батареи - это литий-железо-фосфатные батареи, литиево-манганатные батареи, литиево-кобальтооксидные батареи и тройные литиевые батареи (тройные никель-кобальт-марганцевые).

Анодные материалы литиевых батарей условно делятся на следующие типы:

Первый тип - углеродный анодный материал:

В настоящее время анодные материалы, фактически используемые для литий-ионных батарей, в основном представляют собой углеродные материалы, такие как искусственный графит, природный графит, мезоуглеродные микросферы, нефтяной кокс, углеродное волокно, углерод из пиролизной смолы и тому подобное.

Второй - анодный материал на основе олова:

Анодные материалы на основе олова можно разделить на оксиды олова и композитные оксиды на основе олова. Оксид относится к оксидам олова металлов различной валентности. В настоящее время нет коммерческих продуктов.

Третий тип представляет собой анодный материал из нитрида переходного металла, содержащий литий, и в настоящее время нет коммерческих продуктов.

Четвертый тип - это сплав анодного материала:

Включая сплавы на основе олова, сплавы на основе кремния, сплавы на основе висмута, сплавы на основе алюминия, сплавы на основе висмута, сплавы на основе магния и другие сплавы, в настоящее время нет коммерческих продуктов.

Пятый тип - наноразмерный анодный материал: углеродные нанотрубки, материалы наносплавов.

Шестой наноматериал - это нанооксидный материал: в настоящее время компания Hefei Xiangzheng Chemical Technology Co., Ltd., основанная на последних разработках рынка литиевых батарей в новой энергетической отрасли в 2009 году, многие компании начали использовать нанотитановый оксид и нанокремнезем, добавляемый к традиционным графитовым, оксидным и углеродным нанотрубкам, значительно увеличивает количество заряда и разряда, а также количество циклов заряда и разряда литиевых батарей.

Технические технологии являются важной индикаторной базой для измерения того, насколько предприятие продвинуто, имеет ли оно конкурентоспособность на рынке и может ли оно постоянно опережать конкурента. В связи с быстрым развитием китайского рынка материалов для литиевых аккумуляторов, соответствующие основные производственные технологии, а также исследования и разработки станут центром внимания отрасли. Понимание тенденций НИОКР, технологического оборудования, технологических приложений и тенденций основной технологии производства материалов для литиевых батарей имеет решающее значение для предприятий, чтобы улучшить технические характеристики продукции и повысить конкурентоспособность на рынке.

Проводящее покрытие также называют предварительным покрытием. В производстве литиевых батарей его обычно называют проводящим покрытием на поверхности алюминиевой фольги коллектора положительного тока. Алюминиевая фольга, покрытая проводящим покрытием, называется алюминиевой фольгой с предварительно нанесенным покрытием или просто покрытой. Слой алюминиевой фольги, самый ранний эксперимент с батареей, можно проследить еще в 70-х годах, а в последние годы, с развитием новой энергетики, особенно литий-железо-фосфатных батарей, она стала популярной новой технологией или новым материалом в отрасли. .

Представление

Проводящее покрытие может эффективно улучшить адгезию полюсного наконечника литиевой батареи, уменьшить количество используемого связующего и в то же время значительно улучшить электрические свойства батареи.

1. Контактное сопротивление снижается на 40%.

2. Уменьшите количество клея на 50%.

3. При той же скорости платформа напряжения батареи увеличивается на 20%.

4. Адгезия между материалом и токосъемником увеличивается на 30%, и после длительной циркуляции не будет расслоений.

Инструкции по использованию углеродной фольги с покрытием из литиевой батареи

Во-первых, описание материала

Алюминиевая фольга с углеродным покрытием представляет собой композитную суспензию, в основном состоящую из проводящего углерода и электронной алюминиевой фольги высокой чистоты, которая производится методом нанесения покрытия.

Во-вторых, сфера применения

1. Литиевая батарея силового типа с мелкодисперсным активным материалом.

2. Положительный электрод - фосфат лития-железа.

3. Положительный электрод представляет собой тройной мелкозернистый манганат лития.

4. Используется для суперконденсатора, литиевой первичной батареи (литиевая, литиево-марганцевая, литиево-железная, кнопка и т. Д.) Вместо травления алюминиевой фольги.

В-третьих, производительность батареи / конденсатора

1. Подавите поляризацию батареи, уменьшите тепловые эффекты и улучшите характеристики скорости;

2. Уменьшите внутреннее сопротивление батареи и значительно уменьшите динамическое увеличение внутреннего сопротивления цикла;

3. Улучшение согласованности и увеличение срока службы батареи;

4. Улучшить адгезию между активным материалом и токосъемником и снизить стоимость изготовления полюсного наконечника;

5. Защитите токоприемник от коррозии электролитом;

6. Улучшите характеристики литий-железо-фосфатных батарей при высоких и низких температурах и улучшите производительность обработки материалов из фосфата лития-железа и титаната лития.

В-четвертых, рекомендуемые параметры

Соответствующий покрытый активный материал D50 предпочтительно составляет не более 4-5 мкм, плотность уплотнения составляет не более 2,25 г / см, а удельная площадь поверхности находится в диапазоне от 13 до 18 м 2 / г.

Пять, меры предосторожности при использовании

1. Требования к хранению: в среде с температурой 25 ± 5 ° C и влажностью не более 50% следует избегать эрозии алюминиевой фольги воздухом и водяным паром во время транспортировки;

2. Этот продукт делится на два типа: A и B. Ключевые характеристики каждого продукта: A черный на вид, толщина обычного покрытия 4 ~ 8 мкм с обеих сторон, проводимость более заметна; Внешний вид B - светло-серый, обычный. Толщина покрытия составляет 2 ~ 3 мкм с обеих сторон, область покрытия может быть сварена меньшим количеством слоев, и машина для нанесения покрытия может распознавать переходной зазор;

3. Углеродная фольга с покрытием B (серая) может быть непосредственно приварена ультразвуком в зоне покрытия, подходит только для сварных язычков спиральных батарей (до 2–3 слоев полюсных наконечников), но мощность и время ультразвука необходимо отрегулировать. ;

4. Теплоотдача углеродного слоя хуже, чем у алюминиевой фольги, поэтому необходимо точно регулировать скорость ленты и температуру обжига при нанесении покрытия;

5. Этот продукт значительно улучшен по сравнению с литиевыми батареями и конденсаторами, но его нельзя использовать в качестве основного фактора для изменения характеристик некоторых аспектов батареи, таких как плотность энергии батареи, характеристики при высоких и низких температурах, высокое напряжение и так далее.

Складной барабан литиевой батареи

Во-первых, характеристики корпуса литиевой батареи

Литий, атомный номер 3, атомный вес 6,941, является самым легким щелочным металлом. Чтобы повысить безопасность и повысить напряжение, ученые изобрели такие материалы, как графит и оксид лития-кобальта, для хранения атомов лития. Молекулярная структура этих материалов образует мелкую сетку хранения наноразмеров, которую можно использовать для хранения атомов лития. Таким образом, даже если корпус батареи сломан и в него попадет кислород, молекулы кислорода будут слишком большими, чтобы попасть в эти мелкие элементы, так что атомы лития не вступают в контакт с кислородом, чтобы избежать взрыва.

Этот принцип литий-ионных батарей позволяет людям достигать высокой плотности при сохранении безопасности. Когда литий-ионный аккумулятор заряжается, атом лития положительного электрода теряет электроны и окисляется до ионов лития. Ионы лития проплывают через электролит к отрицательному электроду, входят в ячейку отрицательного электрода и получают электрон, который восстанавливается до атома лития. При разряде вся программа меняется на противоположную. Чтобы предотвратить короткое замыкание батареи при прямом контакте между положительной и отрицательной клеммами, в батарею добавляется разделительная бумага с большим количеством мелких отверстий для предотвращения короткого замыкания. Хорошая диафрагменная бумага также может автоматически закрывать поры при слишком высокой температуре батареи, так что ионы лития не могут проходить сквозь них, чтобы предотвратить возникновение опасности.

Гарантия

Элементы литиевых батарей начнут вызывать побочные эффекты, когда они будут перезаряжены до напряжения выше 4,2 В. Чем выше напряжение перезаряда, тем выше риск. После того, как напряжение литиевой батареи превышает 4,2 В, количество атомов лития, остающихся в материале положительного электрода, составляет менее половины. В это время аккумуляторная ячейка часто разрушается, вызывая необратимое падение емкости батареи. Если зарядка продолжается, поскольку ячейка отрицательного электрода уже заполнена атомами лития, последующий металлический литий будет накапливаться на поверхности материала отрицательного электрода. Эти атомы лития растут дендритами от поверхности отрицательного электрода в направлении ионов лития. Эти кристаллы металлического лития проходят через разделительную бумагу, закорачивая положительный и отрицательный электроды. Иногда батарея взрывается до того, как произойдет короткое замыкание. Это связано с тем, что во время процесса перезарядки электролит и другие материалы будут трескаться и выделять газ, вызывая вздутие и разрыв корпуса батареи или клапана давления, позволяя кислороду проникать и реагировать с атомами лития, осажденными на поверхности отрицательного электрода. затем взорвался. Поэтому при зарядке литиевой батареи вы должны установить верхний предел напряжения, чтобы учесть срок службы, емкость и безопасность батареи. Оптимальное напряжение зарядки ограничено до 4,2 В. Литиевые батареи также должны иметь нижний предел напряжения при разряде. Когда напряжение элемента ниже 2,4 В, некоторые материалы начнут разрушаться. Поскольку аккумулятор саморазрядится, напряжение будет ниже в течение более длительного времени. Поэтому лучше не ставить на 2,4В до упора. В период от разряда 3,0 В до 2,4 В энергия, выделяемая литиевой батареей, составляет всего около 3% от емкости батареи. Следовательно, 3,0 В - идеальное напряжение отсечки разряда. При зарядке и разрядке, помимо ограничения напряжения, также необходимо ограничение тока. Когда сила тока слишком велика, ионы лития не могут попасть в элемент и будут накапливаться на поверхности материала. Когда эти ионы лития получают электроны, на поверхности материала образуются кристаллы атомов лития, что опасно как перезаряд. В случае поломки батарейного отсека он взорвется. Следовательно, защита ионно-литиевой батареи должна включать как минимум три фактора: верхний предел зарядного напряжения, нижний предел разрядного напряжения и верхний предел тока. В обычном блоке литиевых батарей, помимо сердечника литиевой батареи, будет защитная плата, которая в основном предназначена для обеспечения этих трех защит. Однако этих трех защит на плате защиты явно недостаточно, и глобальный взрыв литиевой батареи по-прежнему случается. Чтобы обеспечить безопасность аккумуляторной системы, необходимо провести более тщательный анализ причины взрыва аккумуляторной батареи.

Во-вторых, причина анализа взрыва

1 внутренняя поляризация больше

2 полюсный наконечник поглощает воду и вступает в реакцию с электролитом.

3, качество самого электролита, проблемы с производительностью

4, количество впрыска жидкости не соответствует требованиям процесса при закачке жидкости

5, производительность лазерной сварки и сварки в процессе сборки плохая, утечка, обнаружение утечки при утечке

6, пыль, пыль полюсного наконечника легко может привести к короткому замыканию

7, положительный и отрицательный электроды толще, чем технологический диапазон, и их трудно ввести в оболочку.

8, проблема уплотнения впрыска жидкости, производительность уплотнения стального шара не очень хорошая, в результате чего воздушный барабан

9, материал оболочки имеет толстую стенку оболочки, и деформация оболочки влияет на толщину.

В-третьих, тип анализа взрыва

Анализ типа взрыва Тип взрыва сердечника батареи можно резюмировать как внешнее короткое замыкание, внутреннее короткое замыкание и перезаряд. Под внешней частью здесь подразумевается внешняя часть аккумуляторного элемента, и она включает короткое замыкание, вызванное плохой конструкцией изоляции внутри аккумуляторного блока. Когда короткое замыкание происходит вне элемента, и электронный компонент не может отключить цепь, внутри элемента выделяется сильное тепло, в результате чего часть электролита испаряется, а корпус батареи увеличивается. Когда внутренняя температура батареи достигает 135 градусов Цельсия, качественная диафрагменная бумага закроет поры, электрохимическая реакция прекратится или почти прекратится, ток внезапно упадет, а температура будет медленно падать, что позволит избежать взрыв. Однако скорость закрытия пор слишком мала, или разделительная бумага, которая совсем не закрывает поры, будет вызывать дальнейшее повышение температуры батареи, испарение большего количества электролита и, наконец, повреждение корпуса батареи и повышение температуры батареи. поднимается даже до материала горит и взрывается.

Внутреннее короткое замыкание в основном вызвано заусенцами медной фольги и алюминиевой фольги, пронизывающими диафрагму, или дендритом атомов лития, пронизывающим диафрагму. Эти крошечные игольчатые металлы могут вызывать микрокороткое замыкание. Поскольку игла очень тонкая и имеет определенное значение сопротивления, ток не обязательно будет большим. Заусенцы на медной и алюминиевой фольге возникают в процессе производства. Наблюдаемое явление заключается в том, что батарея протекает слишком быстро, и большинство из них может быть проверено заводом по производству аккумуляторов или заводом по сборке. Более того, поскольку заусенцы небольшие, их иногда сдувает, чтобы аккумулятор пришел в норму. Следовательно, вероятность взрыва, вызванного микрокоротким замыканием заусенца, невелика. Таким образом, можно получить неисправный аккумулятор с низким напряжением вскоре после зарядки на каждом заводе по производству аккумуляторов, но есть несколько случаев взрыва и статистической поддержки. Следовательно, взрыв, вызванный внутренним коротким замыканием, в основном вызван перезарядом.

Потому что после перезарядки линзовидные кристаллы металлического лития находятся на полюсном наконечнике повсюду, а точка прокола - повсюду, и микрокороткие замыкания возникают повсюду. Следовательно, температура батареи будет постепенно увеличиваться, и, наконец, высокая температура будет являться газом электролита. В этом случае, если температура слишком высока, материал горит и взрывается, или сначала разрушается внешняя оболочка, так что воздух входит и металлический литий сильно окисляется, что является концом взрыва. Однако такой взрыв, вызванный внутренним коротким замыканием, вызванным перезарядкой, не обязательно происходит во время зарядки. Возможно, что когда температура батареи недостаточно высока для горения материала, и генерируемого газа недостаточно, чтобы сломать корпус батареи. Потребитель прекращает зарядку и вынимает мобильный телефон. В это время тепло, выделяемое многочисленными микрокороткими замыканиями, медленно увеличивает температуру батареи, и через некоторое время происходит взрыв. Обычное описание потребителей состоит в том, что когда телефон поднимают, он оказывается очень горячим и взрывается после того, как его выбросят. В сочетании с вышеуказанными типами взрывов мы можем сосредоточиться на предотвращении перезаряда, предотвращении внешних коротких замыканий и безопасности трехсторонней взрывозащиты. Среди них предотвращение перезарядки и предотвращение внешнего короткого замыкания - электронная защита, которая имеет большое значение для конструкции аккумуляторной системы и сборки аккумуляторной батареи. В центре внимания повышения безопасности аккумуляторных батарей находится химическая и механическая защита, которая тесно связана с заводами по производству аккумуляторных батарей.

В-четвертых, спецификация дизайна

Поскольку во всем мире существуют сотни миллионов мобильных телефонов, для обеспечения безопасности частота отказов системы безопасности должна быть менее одного на 100 миллионов. Поскольку частота отказов платы обычно намного превышает один миллиард, поэтому при проектировании системы батарей должно быть более двух линий безопасности. Распространенной ошибкой является использование зарядного устройства (адаптера) для прямой зарядки аккумуляторной батареи. Таким образом, защита от перезарядки полностью переносится на плату защиты аккумуляторного блока. Хотя частота отказов платы защиты невелика, даже если частота отказов составляет всего один на миллион, каждый день в мире происходит авария со взрывом. Если аккумуляторная система может обеспечить две защиты от перезарядки, чрезмерной разрядки и перегрузки по току соответственно, если частота отказов каждой защиты составляет одну из десяти тысяч, две защиты могут снизить интенсивность отказов до ста тысячных. Блок-схема общей системы зарядки аккумуляторов, включая зарядное устройство и аккумуляторную батарею, выглядит следующим образом.

1 зарядное устройство также содержит адаптер (адаптер) и контроллер зарядки из двух частей. Адаптер преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, а контроллер заряда ограничивает максимальный ток и максимальное напряжение постоянного тока.

2 Батарейный блок состоит из двух частей: платы защиты и сердечника батареи, а также PTC для ограничения максимального тока. На следующем рисунке функции текстового поля переменной постоянного тока адаптера переменного тока: ограничение напряжения тока ограничения тока регулятора тока. Функция текстового поля зарядного устройства: защита от перезарядки платы, перегрузки, защиты от перегрузки по току. Функция текстового поля батарейных блоков: ограничитель тока. В аккумуляторном элементе в качестве примера используется аккумуляторная система мобильного телефона. Система защиты от перезарядки использует выходное напряжение зарядного устройства, которое должно быть установлено на уровне около 4,2 В для достижения первого уровня защиты, так что даже если защитная пластина на аккумуляторном блоке выйдет из строя, аккумулятор не будет перезаряжен. Вторая защита - это функция защиты от перезарядки на плате защиты, которая обычно устанавливается на 4,3 В. Таким образом, плата защиты обычно не отвечает за отключение зарядного тока, и действие требуется только при аномально высоком напряжении зарядного устройства. За защиту от перегрузки по току отвечает защитная пластина и пластина ограничения тока. Это также две защиты от перегрузки по току и внешнего короткого замыкания. Поскольку чрезмерная разрядка возникает только в процессе использования электронного продукта. Следовательно, общая конструкция обеспечивает первую защиту посредством печатной платы электронного продукта, а плата защиты на аккумуляторном блоке обеспечивает вторую защиту. Когда электронный продукт обнаруживает, что напряжение источника питания ниже 3,0 В, оно должно автоматически отключаться. Если продукт не был разработан с учетом этой функции, плата защиты закроет разрядный контур, когда напряжение упадет до 2,4 В.

Общие: При проектировании аккумуляторной системы необходимо предусмотреть две электронные защиты от перезарядки, переразряда и перегрузки по току соответственно. После извлечения платы зарядите ее. Если аккумулятор взорвется, значит, плохой дизайн. После извлечения платы зарядите ее. Если аккумулятор взорвется, значит, плохой дизайн. Хотя вышеупомянутый метод обеспечивает две защиты, поскольку потребитель часто покупает неоригинальное зарядное устройство для зарядки после поломки зарядного устройства, производитель зарядного устройства часто удаляет контроллер зарядки из соображений стоимости, чтобы снизить стоимость. . В результате плохие деньги вытеснили хорошие, и на рынке появилось много низкокачественных зарядных устройств. Это приводит к тому, что защита от перезарядки теряет первую и наиболее важную линию защиты. Избыточный заряд - самый важный фактор, вызывающий взрыв батареи. Поэтому некачественное зарядное устройство можно считать виновником взрыва аккумулятора. Конечно, не все аккумуляторные системы используют решение, показанное выше. В некоторых случаях в аккумуляторной батарее также будет находиться контроллер заряда.

Например, многие портативные компьютеры имеют контроллер батареи и контроллер зарядки. Это связано с тем, что портативные компьютеры обычно имеют контроллер заряда в компьютере и предоставляют потребителю только адаптер. Поэтому внешний батарейный блок портативного компьютера должен иметь контроллер заряда, чтобы обеспечить безопасность внешнего батарейного блока при зарядке с помощью адаптера. Кроме того, продукты, которые заряжаются от автомобильного прикуривателя, иногда имеют в аккумуляторном блоке контроллер заряда. Последняя линия защиты: если меры электронной защиты не срабатывают, последняя линия защиты обеспечивается аккумулятором. Уровень безопасности аккумуляторного элемента можно приблизительно оценить в зависимости от того, может ли сердечник аккумулятора иметь внешнее короткое замыкание и перезарядку. Если до того, как батарея взорвется, внутри поверхности материала будут атомы лития, сила взрыва будет еще больше. Более того, часто оставляют защиту от перезарядки, потому что потребитель использует некачественное зарядное устройство и остается только одна линия защиты. Следовательно, способность батареи противостоять перезарядке более важна, чем способность противостоять внешним коротким замыканиям. Сравнение безопасности батарей с алюминиевым корпусом и стальным корпусом Алюминиевый корпус имеет большое преимущество в безопасности по сравнению со стальным корпусом.

Есть ли у литиевой батареи положительные и отрицательные угольные трубки? Почему следует добавлять углеродные трубки из VGCF к положительным и отрицательным активным материалам литий-ионных батарей?

1. Независимо от того, есть ли у положительного или отрицательного активного материала проблемы расширения и сжатия, обычно 20% (теоретическое значение: 10,5%) усадки при расширении отрицательного углеродного материала и 6% (теоретическое значение: 2%) расширения, как у Выход материала положительного электрода LFP. При многократной зарядке и разрядке контакт между положительными и отрицательными частицами активного материала и частицами невелик, зазор увеличивается, и даже некоторые из них отделяются от коллектора, что приводит к прерывистой прерывистой фазе между электроном и траекторией переноса ионов. , становясь мертвым активным материалом, не участвует в электродной реакции. Следовательно, срок службы цикла сокращается. Углеродная трубка VGCF имеет большое удлинение. Даже если положительные и отрицательные активные материалы расширяются и сжимаются, зазор между частицами активного материала может быть соединен перемычками из углеродных трубок из VGCF, и передача электронов и ионов не будет прервана.

Сложенная литиевая первичная батарея

Литий-марганцево-диоксидная батарея (CR)

Металлический литий используется в качестве отрицательного электрода, термообработанный диоксид марганца используется в качестве положительного электрода, сепаратор изготовлен из полипропиленовой или полиэтиленовой пленки, цилиндрическая батарея такая же, как сепаратор литий-ионной батареи, а электролит - органический раствор перхлората лития цилиндрического или кнопочного типа. . Батарею необходимо производить в сухом помещении с влажностью ≤ 1%.

Характеристики: низкая скорость саморазряда, годовой саморазряд может составлять ≤ 1%, полностью герметичная (металлическая сварка, лазерная печать) батарея может выдержать 10 лет жизни, полугерметичная батарея обычно составляет 5 лет, если контроль работы плохой , он не может достичь этой жизни. При разработке цилиндрической литий-марганцевой батареи Yiwei проделал хорошую работу. В настоящее время реализовано автоматическое производство. Батарея может иметь короткое замыкание, чрезмерную разрядку и т. Д.

Как правило, на материнской плате настольного компьютера есть литиевая батарея кнопочного типа, которая обеспечивает слабый ток и может нормально использоваться около 3 лет. Некоторые карты доступа в отели, приборы и т. Д. Также используют литиево-марганцевые батареи, которые использовались в последние годы. Сумма уменьшалась год от года.

Литий-тионилхлоридный аккумулятор

Металлический литий используется в качестве отрицательного электрода, положительный электрод и электролит - это тионилхлорид (тионилхлорид), а цилиндрическая батарея заряжается напряжением 3,6 В, что является одним из самых стабильных типов аккумуляторов и является также текущий объем единицы. (масса) аккумулятор максимальной емкости. Он подходит для использования с электронным оборудованием, которое нельзя часто обслуживать, обеспечивая хороший ток.

Другие литиевые батареи включают литиево-серные и железо-литиевые батареи, литиево-диоксидные батареи и т.п.

Складной литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные батареи в настоящее время доступны в виде жидких литий-ионных батарей (LIB) и полимерных литий-ионных батарей (PLB). Среди них жидкая литий-ионная батарея относится к вторичной батарее, в которой соединение интеркаляции Li + является положительным электродом или отрицательным электродом. Положительный электрод представляет собой соединение лития LiCoO или LiMnO? А отрицательный электрод представляет собой соединение с интеркаляцией лития и углерода. Литий-ионный аккумулятор является идеальным источником энергии для развития 21 века благодаря высокому рабочему напряжению, небольшому размеру, легкому весу, высокой энергии, отсутствию эффекта памяти, отсутствию загрязнения, низкому саморазряду и длительному сроку службы.

С развитием технологий микроэлектроники в двадцатом веке количество миниатюрных устройств увеличивается, и к источникам питания предъявляются высокие требования. Литиевые батареи вышли на масштабную практическую стадию.

Первые использованные литиевые первичные батареи использовались в кардиостимуляторах. Поскольку скорость саморазряда литиевой батареи чрезвычайно мала, напряжение разряда очень мягкое. Это дает возможность вживлять кардиостимулятор в организм человека на длительное время.

Литий-марганцевые батареи обычно имеют номинальное напряжение выше 3,0 вольт, больше подходят для питания интегральных схем и широко используются в компьютерах, калькуляторах и часах.

В настоящее время литий-ионные батареи широко используются в мобильных телефонах, портативных компьютерах, электроинструментах, электромобилях, резервных источниках питания уличных фонарей, навигационных огнях, бытовой технике и, можно сказать, являются крупнейшей группой приложений.

Складные перспективы исследований и разработок

Были изучены различные материалы, чтобы вывести более совершенные разновидности и создать беспрецедентный продукт. Например, литиевые батареи из диоксида серы и литий-тионилхлоридные батареи очень характерны. Их положительные активные материалы также являются растворителями электролита. Эта структура встречается только в электрохимических системах, которые не являются водными растворами. Таким образом, исследования литиевых батарей также способствовали развитию электрохимической теории неводных систем. Помимо использования различных неводных растворителей, также проводились исследования полимерных тонкопленочных батарей.

Литиевые батареи широко используются в системах хранения энергии, таких как гидроэнергетика, огневая мощь, ветряные и солнечные электростанции, источники бесперебойного питания для почты и телекоммуникаций, а также в электроинструментах, электрических велосипедах, электрических мотоциклах, электромобилях, военном оборудовании, аэрокосмической отрасли. и многие другие области.

Литий-ионные батареи широко используются в портативных устройствах, таких как ноутбуки, видеокамеры и средства мобильной связи, благодаря своим уникальным преимуществам в производительности. Литий-ионный аккумулятор большой емкости, разработанный в настоящее время, был испытан в электромобилях и, как ожидается, станет одним из основных источников энергии для электромобилей в 21-м веке и будет применяться в спутниковой, аэрокосмической и энергетической системах хранения. Из-за нехватки энергии и давления на защиту окружающей среды в мире литиевые батареи теперь широко используются в индустрии электромобилей, особенно с появлением литий-железо-фосфатных батарей, которые способствовали развитию и применению индустрии литиевых батарей.

Чтобы избежать чрезмерной разрядки или чрезмерной зарядки аккумулятора из-за неправильного использования, в одноэлементной литий-ионной батарее предусмотрен механизм тройной защиты. Сначала используется переключающий элемент. Когда температура внутри батареи повышается, значение ее сопротивления увеличивается. Когда температура слишком высока, подача питания автоматически отключается. Во-вторых, выбирается подходящий разделительный материал. Когда температура поднимается до определенного значения, микропоры на сепараторе растворяются автоматически, так что ионы лития не проходят, и внутренняя реакция батареи прекращается. Третий - установить предохранительный клапан (то есть вентиляционное отверстие в верхней части аккумулятора). Когда внутреннее давление батареи повышается до определенного значения, предохранительный клапан автоматически открывается, чтобы обеспечить безопасность батареи.

Иногда, хотя в самой батарее есть меры безопасности, если управление выходит из строя по каким-либо причинам, а предохранительного клапана или газа недостаточно для выпуска через предохранительный клапан, внутреннее давление в батарее резко возрастает и вызывает взрыв. .

В нормальных условиях общая энергия, запасенная в литий-ионной батарее, обратно пропорциональна ее безопасности. По мере увеличения емкости аккумулятора увеличивается и объем аккумулятора, ухудшаются характеристики рассеивания тепла и значительно возрастает вероятность несчастного случая. Основное требование для литий-ионных аккумуляторов для мобильных телефонов состоит в том, чтобы вероятность аварийного происшествия составляла менее одного случая на миллион, что является минимальным стандартом, приемлемым для населения. Для литий-ионных аккумуляторов большой емкости, особенно для литий-ионных аккумуляторов большой емкости, таких как автомобильные, особенно важно использовать принудительное охлаждение.

Выбор более безопасного материала электрода и выбор материала манганата лития гарантирует, что ион лития положительного электрода полностью встроен в углеродное отверстие отрицательного электрода в молекулярной структуре, что принципиально предотвращает образование дендритов. В то же время стабильная структура манганата лития делает его окислительную способность намного ниже, чем у кобальтата лития. Температура разложения кобальтата лития превышает 100 ° C. Даже если внутреннее короткое замыкание (иглоукалывание) из-за внешней силы, внешнего короткого замыкания, перезаряда, оно вполне работоспособно. Исключается опасность возгорания и взрыва из-за осаждения металлического лития.

Кроме того, использование материалов из манганата лития также может значительно снизить затраты.

Чтобы улучшить характеристики существующей технологии управления безопасностью, мы должны сначала улучшить характеристики безопасности литий-ионных аккумуляторных элементов, что особенно важно для аккумуляторов большой емкости. Выбран сепаратор с хорошими характеристиками теплового отключения. Функция сепаратора заключается в обеспечении прохождения ионов лития при изоляции положительного и отрицательного электродов батареи. Когда температура повышается, он закрывается до того, как сепаратор расплавится, так что внутреннее сопротивление повышается до 2000 Ом, и внутренняя реакция останавливается.

Когда внутреннее давление или температура достигают заданного стандарта, взрывозащищенный клапан открывается и начинает сбрасывать давление, чтобы предотвратить чрезмерное скопление внутреннего газа, деформацию и, в конечном итоге, взрыв корпуса.

Повысьте чувствительность управления, выберите более чувствительные параметры управления и объедините управление с несколькими параметрами (это особенно важно для аккумуляторов большой емкости). В случае литий-ионных аккумуляторных батарей большой емкости он состоит из нескольких ячеек, соединенных последовательно / параллельно. Например, у портативного компьютера напряжение 10 В и более, а емкость большая. Как правило, от 3 до 4 отдельных элементов могут быть подключены последовательно для удовлетворения требований к напряжению, а затем 2 ~ 3 аккумуляторных блока подключаются параллельно для обеспечения большой емкости.

Сам аккумулятор большой емкости должен иметь относительно полную функцию защиты. Также следует учитывать два модуля печатных плат: модуль подложки платы защиты (плата защиты PCB) и модуль платы Smart Battery Gauge Board. Полная конструкция защиты батареи включает в себя: ИС защиты уровня 1 (для предотвращения перезарядки, чрезмерной разрядки, короткого замыкания), ИС защиты уровня 2 (для предотвращения второго перенапряжения), предохранители, светодиодные индикаторы, регулировку температуры и другие компоненты.

Благодаря многоуровневому механизму защиты, даже в случае неправильного питания зарядных устройств и ноутбуков, аккумулятор ноутбука можно переключить только в состояние автоматической защиты. Если ситуация несерьезная, после повторного подключения он все равно будет работать в обычном режиме. Произойдет взрыв.

В настоящее время технология, лежащая в основе литий-ионных аккумуляторов, используемых в портативных компьютерах и мобильных телефонах, небезопасна и требует более безопасной конструкции.

Короче говоря, с развитием технологий материалов и растущим пониманием требований к проектированию, производству, тестированию и использованию литий-ионных батарей будущие литий-ионные батареи станут более безопасными.

Страница содержит содержимое машинного перевода.