Тип силового элемента и характеристики его применения

Литиевая батарея - это новый тип высокоэнергетической батареи, успешно разработанный в 20 веке. Отрицательный электрод этой батареи изготовлен из металлического лития, а положительный электрод - из MnO2, SOCL2, (CFx) N и т. Д. В 1970-х годах он был введен в практическое применение. Благодаря своим преимуществам высокой энергии, высокого напряжения батареи, широкого диапазона рабочих температур и долгого срока хранения, он широко используется в небольшой военной и гражданской технике, такой как мобильные телефоны, портативные компьютеры, фотоаппараты, фотоаппараты и т. Д., И имеет частично заменил традиционный аккумулятор. Литиевые батареи большой емкости были испытаны в электромобилях и станут одним из основных источников энергии для электромобилей в 21 веке. Они будут использоваться в спутниках, авиакосмической отрасли и хранении энергии.

(1) Рабочее напряжение одиночной батареи достигает 3,7 В, что в 3 раза больше, чем у никель-кадмиевой батареи, никель-металлогидридной батареи и почти в 2 раза больше, чем у свинцово-кислотной батареи. Это также важная причина, по которой у литиевой батареи больше энергии. Следовательно, при формировании силовой батареи с одинаковым напряжением количество серий, используемых литиевыми элементами, будет намного меньше, чем у свинцово-кислотных и никель-металлгидридных элементов. Если количество ячеек в силовом элементе больше, чем выше требования к согласованности ячеек в батарее, тем тяжелее срок службы. После того, как батарея имеет анализ проблемы во время фактического использования, это обычно одна или две из отдельных ячеек, которые имеют проблемы, а затем вызывают проблемы со всей группой батарей. Поэтому нетрудно понять, почему свинцово-кислотный аккумулятор на 48 В имеет более высокую обратную связь, чем свинцово-кислотный аккумулятор на 36 В. С этой точки зрения литиевое электричество больше подходит для питания аккумуляторов. Использовать. Например, для лития 36 В требуется всего 10 мономеров, в то время как для свинцово-кислотных элементов на 36 В требуется 18 мономерных элементов, то есть 3 батареи на 12 В, а каждый свинцово-кислотный элемент на 12 В имеет шесть отдельных элементов или шесть мономерных элементов.

Литиевая батарея

Литиевая батарея

(2) Легкий вес, превышающий энергию, до 150 Гн / кг, что вдвое больше, чем у никель-металлогидридных батарей, и в четыре раза больше, чем у свинцово-кислотных батарей, поэтому вес составляет от одной трети до одной четверти свинцового. кислотные батареи той же энергии. С этой точки зрения литий потребляет меньше ресурсов. Более того, из-за относительно больших запасов элементов, используемых в литиево-марганцевых батареях, стоимость литиевых батарей может быть дополнительно снижена по сравнению со свинцово-кислотными и никель-металлгидридными батареями. Литиевые батареи для электровелосипедов весят 2,2-4 кг, свинцово-кислотные батареи - 12-20 кг, литиевые электрические батареи - примерно от четверти до одной трети свинцово-кислотных аккумуляторов и примерно на 10 кг легче свинцово-кислотных аккумуляторов. (Аккумуляторы 36В, 10Ач). Вес аккумулятора уменьшился на 70%, общий вес автомобиля уменьшился как минимум на 20%. Кроме того, обычные литиевые трамваи - это простые электрические велосипеды. Поскольку аккумуляторы и автомобили легкие, аккумуляторы того же напряжения и емкости имеют больший пробег. Обычные электромобили весят более 40 кг, а электровелосипеды с литиевым аккумулятором весят от 7 до 26 кг. Женщины и пожилые люди могут легко передвигаться, верховая езда также очень легкая, спортивный досуг и то и другое. (3) Небольшой размер, до 400 Вт / л, от половины до одной трети размера свинцово-кислотной батареи. Обеспечивает более разумную структуру и более красивую форму условий дизайна, пространства дизайна и возможностей. На данном этапе, из-за ограничений по объему и весу свинцово-кислотных аккумуляторов, дизайнерские идеи были сильно ограничены, в результате чего нынешняя фаза электровелосипедов в структуре и внешнем виде «тысяча автомобилей», подобных друг друга и однообразны. Использование литиевых батарей предоставляет дизайнерам больше места и условий для демонстрации дизайнерских идей и стилей дизайна. Конечно, это также приводит к различным размерам литиевых батарей для электрических велосипедов, что не способствует развитию литиевых батарей. Промышленности литиевых аккумуляторов также необходимо как можно скорее сформулировать национальные стандарты для литий-ионных аккумуляторов для электрических велосипедов, чтобы ускорить замену свинцово-кислотных аккумуляторов литий-электрическими аккумуляторами в области электрических велосипедов. Конечно, литиевые батареи - это разные материалы в процессе непрерывного развития, и объем батарей в разных процессах сильно различается. Как объединить - тоже непростой вопрос.

(3) Срок службы цикла большой, и количество циклов может достигать 1000 раз. С точки зрения сохранения емкости 60%, 100% аккумуляторных батарей можно заряжать и разряжать более 600 раз, при этом срок службы составляет до 3-5 лет, а срок службы примерно в два-три раза больше, чем у свинцово-кислотных. клетки. Благодаря инновационным технологиям и совершенствованию оборудования срок службы батареи будет все больше и больше, а цена будет все выше и выше. (5) Низкая скорость саморазряда, менее 5% в месяц.

(4) Обеспечивает широкий диапазон рабочих температур, хорошие низкотемпературные характеристики, литиевые батареи могут работать при температуре от -20 ° C до +55 ° C, особенно подходят для низкотемпературного использования, в то время как водные батареи (например, свинцово-кислотные батареи , никель-металлогидридные батареи) находятся при низких температурах, из-за плохой ликвидности электролитов производительность будет значительно снижена.

(5) Нет эффекта памяти, поэтому вам не нужно разряжать, как никель-кадмиевые батареи и никель-металлогидридные батареи, перед каждой зарядкой, и вы можете заряжать их в любое время и в любом месте. Глубина заряда и разряда аккумулятора мало влияет на срок службы аккумулятора и может быть полностью заряжена. Наш цикл испытаний полностью заряжен.

(6) Он особенно подходит для аккумуляторной батареи. В дополнение к высокому напряжению литиевой батареи, плата защиты литиевой батареи может контролировать каждую отдельную ячейку с высокой точностью, интеллектуальным управлением с низким энергопотреблением, идеальным перезарядом, переразрядкой, температурой, перегрузкой по току, защитой от короткого замыкания, самовосстановление блокировки и надежная сбалансированная зарядка значительно продлевают срок службы батареи. Батареи других типов (например, свинцово-кислотные) подвержены перезарядке и чрезмерному разряду из-за их характеристик, зарядных устройств и т. Д. (Из-за стоимости и по другим причинам свинцово-кислотные аккумуляторные батареи не могут. Каждая ячейка контролируется и защищается).

(7) Незагрязненные литиевые батареи не содержат токсичных веществ, поэтому они называются «зелеными батареями» и поддерживаются государством. При наличии свинцово-кислотных и кадмиево-никелевых аккумуляторов в присутствии вредных веществ, свинца и кадмия, государство неизбежно усилит надзор и управление (отмена налоговых льгот на экспорт свинцово-кислотных аккумуляторов, повышение налогов на свинцовые ресурсы и ограничения на экспорт). свинцово-кислотных электровелосипедов) и соответствующих предприятий. Стоимость тоже увеличится. Хотя литиевые батареи не загрязнены, они рассматриваются с точки зрения экономии ресурсов. Также необходимо учитывать восстановление литиевых батарей, безопасность при переработке и возмещение затрат. (10) Существуют потенциальные риски безопасности; Из-за высокой энергии литиевых батарей и плохой стабильности материалов литиевое электричество подвержено проблемам с безопасностью. Всемирно известные производители аккумуляторов для мобильных телефонов и ноутбуков (положительные материалы - это литий-кобальтовая кислота и тройные материалы), японские компании, такие как Sanyo и Sony, требуют, чтобы скорость взрыва аккумуляторов не превышала 40 частей на миллиард (одна миллиардная часть миллиарда). ). Отечественные компании могут достигать ppm (одна миллионная от миллиона), а емкость ячеек питания более чем в сто раз превышает емкость мобильных телефонов. Поэтому требования безопасности к литиевому электричеству чрезвычайно высоки. Хотя литий-кобальто-кислотные батареи и триплексные батареи имеют преимущества меньшего веса и меньшего размера, они не подходят для использования в электромобилях.

(8) Высокие цены; Литиевые батареи с одинаковым напряжением и емкостью стоят в 3-4 раза дороже свинцово-кислотных. С расширением рынка литиевых батарей, снижением затрат, улучшением характеристик и увеличением цены на свинцово-кислотные батареи цена литиевых батарей, вероятно, превысит стоимость свинцово-кислотных батарей.

Материал разделен между положительными и отрицательными полюсами. Положительные полюса включают литиевый коллектор, состоящий из диоксида лития и кобальта, и токоприемник, состоящий из тонких пленок алюминия. Отрицательный электрод состоит из литиевого коллектора, состоящего из листового углеродного материала, и токоприемника, состоящего из медной пленки. Аккумулятор заполнен раствором органического электролита. Кроме того, предохранительные клапаны и компоненты PTC также установлены для защиты батареи от повреждения, когда батарея находится в ненормальном состоянии и короткого замыкания на выходе.

Литиевая батарея

Литиевая батарея

Напряжение одной литиевой батареи составляет 3,6 В, а емкость не может быть неограниченной. Поэтому одну литиевую батарею часто обрабатывают последовательно и параллельно, чтобы удовлетворить требованиям различных случаев.

С развитием технологии микроэлектроники в 20-м веке миниатюрное оборудование увеличивалось, и оно выдвигало высокие требования к источникам питания. Затем литиевые батареи вошли в фазу широкомасштабной практической деятельности. Впервые он был применен к кардиостимуляторам. Из-за чрезвычайно низкой скорости саморазряда литиевых батарей напряжение разряда невысокое. Позволяет имплантировать кардиостимуляторы в человеческое тело на долгое время.

Литиевые батареи обычно имеют номинальное напряжение более 3,0 вольт и больше подходят для источников питания интегральных схем. Батареи из диоксида марганца широко используются в компьютерах, калькуляторах, фотоаппаратах и часах.

Литиевые батареи широко используются в мобильных телефонах и, можно сказать, являются самой большой группой приложений.

Примеры:

1. Замена батареи. Есть много батареек, например, используемых в ноутбуках. После технического обслуживания было обнаружено, что этот аккумуляторный блок был поврежден только отдельными элементами. Для замены можно использовать подходящую одиночную литиевую батарею.

2, производство яркого миниатюрного фонарика Я использовал односекционный литиевый аккумулятор 3,6 V1 .6 AH с белой светоизлучающей трубкой сверхвысокой яркости, чтобы сделать миниатюрный фонарик, простой в использовании, компактный и красивый. А из-за большой емкости аккумулятора он используется в среднем полчаса за ночь и более двух месяцев не заряжается.

3, вместо источника питания 3 В. Поскольку напряжение одной литиевой батареи составляет 3,6 В. Следовательно, только одна литиевая батарея может заменить две обычные батареи для питания небольших бытовых приборов, таких как радиоприемники, Walkman и камеры. Они не только легкие, но и рассчитаны на длительное непрерывное использование.

1, полимерный литий-ионный аккумулятор, принцип работы:

В положительном электроде литий-ионного аккумулятора обычно используется литий-кобальтовая кислота, никель-кобальт-марганец-литий, литий-железо-фосфат, отрицательный электрод - графит, электролит - LiPF6 + EC + DMC, а внешний корпус упакован в алюминиевую пластиковую пленку. Во время зарядки ионы лития отделяются от решетки положительного слоистого оксида, мигрируют на поверхность слоистого отрицательного электрода с помощью органического электролита, а затем внедряются в решетку графитового материала, в то время как оставшиеся электроны достигают отрицательного электрода из внешняя цепь. Напротив, разряд меняет направление, и ионы лития удаляются из решетки графита обратно в кристаллическую решетку положительного оксида. В случае нормального заряда и разряда интеркаляция и извлечение ионов лития между графитом и оксидом слоистой структуры обычно вызывает только изменение расстояния между слоями, не вызывая повреждения кристаллической структуры, сопровождающееся зарядом и разрядом, и положительные и отрицательные материалы - это химическая структура, существенно не меняющаяся, поэтому литий-ионный аккумулятор является идеальным обратимым аккумулятором с точки зрения обратимости реакции заряда и разряда. Процесс попадания иона лития в электрод называется встраиванием. Процесс выхода из электрода называется отслоением. Во время зарядки и разрядки ион лития вставляется в положительный и отрицательный электроды батареи и выходит из них. Он качается в положительном и отрицательном полюсах, как кресло-качалка. Поэтому некоторые люди считают литий-ионный аккумулятор «батареей-качалкой».

Страница содержит содержимое машинного перевода.