Популярная наука: разница между мягким и жестким блоком литиевых батарей

Введение в литиевую батарею

«Литиевая батарея» - это тип батареи, в которой в качестве материала отрицательного электрода используется металлический литий или литиевый сплав, а также используется неводный раствор электролита. Литий-металлические батареи были впервые предложены и изучены Гилбертом Н. Льюисом в 1912 году. В 1970-х годах MSWhitTIngham предложил и начал исследования литий-ионных батарей. Из-за очень активных химических свойств металлического лития обработка, хранение и использование металлического лития очень требовательны к окружающей среде. Поэтому литиевые батареи давно не использовались. С развитием науки и техники литиевые батареи стали мейнстримом.

Литиевые батареи можно условно разделить на две категории: литий-металлические батареи и литий-ионные батареи. Литий-ионные батареи не содержат металлического лития и являются перезаряжаемыми. Литий-металлический аккумулятор пятого поколения для аккумуляторных батарей появился на свет в 1996 году. Его безопасность, удельная емкость, скорость саморазряда и соотношение цены и качества лучше, чем у литий-ионных аккумуляторов. Из-за собственных высоких технических требований только несколько компаний в стране производят такие литий-металлические батареи.

Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные батареи - альтернатива металлическим литиевым батареям, появившимся в последние несколько лет. Основными компонентами батарей являются положительные и отрицательные электроды, электролиты, сепараторы и внешние кожухи.

Положительный электрод --- использует угольный электрод, способный поглощать ионы лития. При разряде литий превращается в ион лития и покидает анод батареи, чтобы достичь катода литий-ионной батареи.

Отрицательный электрод ---- материал выбирает интеркалируемое соединение лития, потенциал которого максимально приближен к потенциалу лития. Например, различные углеродные материалы включают природный графит, синтетический графит, углеродное волокно, мезофазный углерод и т.п., а также оксиды металлов.

Электролит - смешанная система растворителей из алкилкарбоната, такого как этиленкарбонат, пропиленкарбонат и диэтилкарбонат низкой вязкости LiPF6.

Мембрана - Полиеновые микропористые мембраны, такие как полиэтилен, полипропилен или их композитные мембраны, особенно трехслойные мембраны из полипропилена / полиэтилена / полипропилена, имеют низкую температуру плавления и высокую прочность на прокалывание, что играет важную роль в страховании от перегрева.

Корпус --- Изготовленный из стали или алюминия, крышка в сборе имеет функцию взрывозащиты и отключения питания.

Как работают литий-ионные батареи

Принцип работы литий-ионного аккумулятора относится к его принципу зарядки и разрядки.

Когда батарея заряжена, ионы лития генерируются на положительном электроде батареи, и генерируемые ионы лития перемещаются к отрицательному электроду через электролит. Углерод в качестве отрицательного электрода имеет слоистую структуру и множество микропор. Ионы лития, достигающие отрицательного электрода, внедряются в микропоры углеродного слоя, и чем больше ионов лития внедрено, тем выше зарядная емкость. В это время происходит следующая химическая реакция:

Точно так же, когда батарея разряжается (то есть в процессе, в котором мы используем батарею), ионы лития, внедренные в углеродный слой отрицательного электрода, выходят и возвращаются к положительному электроду. Чем больше ионов лития возвращается к положительному электроду, тем выше разрядная емкость. То, что мы обычно называем емкостью аккумулятора, относится к разрядной емкости. В это время на отрицательном электроде происходит следующая химическая реакция:

Нетрудно увидеть, что во время процесса зарядки и разрядки литий-ионной батареи ионы лития находятся в состоянии движения от положительного электрода к отрицательному электроду и к положительному электроду. Если мы сравним литий-ионную батарею с креслом-качалкой, два конца кресла-качалки - это два полюса батареи, а литий-ионный аккумулятор похож на отличного спортсмена, бегающего вперед и назад на обоих концах кресла-качалки. Поэтому специалисты дали литий-ионному аккумулятору симпатичное название «батарея-качалка».

Введение в мягкую литиевую батарею

Литиевый аккумулятор в мягкой упаковке - это просто жидкий литий-ионный аккумулятор с полимерным корпусом. Конструкция упакована в алюминиевую пластиковую пленку, и в случае угрозы безопасности мягкий аккумулятор в лучшем случае только лопнет.

Параметры литиевой батареи soft pack

Номинальное напряжение: 3,7 В

Рабочее напряжение: 2,4 ~ 4,2 В

Номинальная емкость: 1250 мАч

Стандартный непрерывный ток разряда: 0,2 ° C

Максимальный непрерывный ток разряда: 0,5 ° C

Рабочая температура: зарядка: 0 ~ 45 ° C

Разряд: -20 ~ 60 ° C

Размер продукта: MAX9,5 * 35 * 52 мм

Внутреннее сопротивление готовой продукции: ≤ 150 мОм

Напряжение защиты от перегрузки 2,5 ± 0,05 В

Тип вывода: GB1007 / 24 #, длина линии 55 мм Параметры защиты: напряжение защиты от перезаряда / 4,325 ± 0,025 В на строку

По текущему значению: 2 ~ 4А

Преимущества мягкой аккумуляторной батареи

1. Хорошие показатели безопасности

Аккумулятор soft pack не взрывается, как алюминиевый корпус со стальным корпусом.

2. Легкий вес.

Вес мягкой аккумуляторной батареи на 40% меньше, чем эквивалентная емкость литиевой батареи со стальным корпусом, которая на 20% легче, чем батарея с алюминиевым корпусом.

3. Большая емкость

Аккумулятор с мягким корпусом имеет емкость на 10–15% больше, чем аккумулятор со стальным корпусом того же размера, и на 5–10% больше, чем аккумулятор с алюминиевым корпусом.

4. Малое внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление мягкой батареи меньше, чем у литиевой батареи. В настоящее время внутреннее сопротивление сердечника отечественной мягкой аккумуляторной батареи может составлять всего 35 мОм, что значительно снижает собственное потребление батареи.

5. Гибкий дизайн.

Форма мягкой аккумуляторной батареи может быть изменена в соответствии с потребностями клиента, и может быть разработана новая модель батареи.

Недостатки soft pack аккумуляторов

Существующие модели с мягким аккумулятором с сердечником немногочисленны и не могут удовлетворить рыночный спрос;

Разработка новых моделей обходится дорого.

Разница между мягкой сумкой для литиевой батареи и жесткой сумкой

Разница между мягкой батареей и жесткой батареей литиевой батареи в основном связана с материалом корпуса литиевой батареи. Если снаружи упаковка, ее непросто увидеть, да и корпус батареи виден обязательно. Вес батареи в стальном корпусе будет важнее, чем у батареи того же объема. Однако алюминиевый корпус и гибкий корпус непросто отличить, но аккумулятор в гибком корпусе мягче, чем аккумулятор в алюминиевом корпусе, и наручники легко деформируются.

Страница содержит содержимое машинного перевода.