Принцип работы литий-ионного аккумулятора и положительных и отрицательных материалов

Литий-ионная батарея - это перезаряжаемая батарея, в которой ионы лития перемещаются между положительным и отрицательным электродами для работы. Во время заряда и разряда Li + интеркалируется и деинтеркалируется между двумя электродами: при зарядке аккумулятора Li + деинтеркалируется с положительного электрода, а электролит внедряется в отрицательный электрод, а отрицательный электрод находится в богатом литием состоянии. Следующая статья посвящена деталям принципа действия и обслуживанию литиевой батареи.

Литий-ионная батарея - это перезаряжаемая батарея, в которой ионы лития перемещаются между положительным и отрицательным электродами для работы. Во время заряда и разряда Li + интеркалируется и деинтеркалируется между двумя электродами: при зарядке аккумулятора Li + деинтеркалируется с положительного электрода, а электролит внедряется в отрицательный электрод, а отрицательный электрод находится в богатом литием состоянии, обычно используется электрод, содержащий литиевый элемент. Это представитель современных высокопроизводительных аккумуляторов.

Литий-ионный аккумулятор - введение

Литий-ионный аккумулятор Литий-ионный аккумулятор Литий-ионный аккумулятор (Li-ion, Lithium IonBattery): Литий-ионный аккумулятор имеет такие преимущества, как легкий вес, большая емкость, отсутствие эффекта памяти и т. Д., И поэтому он широко используется - многие В современных цифровых устройствах в качестве источника питания используются литий-ионные батареи, хотя их цена относительно высока. Литий-ионные аккумуляторы имеют высокую плотность энергии, их емкость в 1,5–2 раза больше, чем у никель-водородных аккумуляторов того же веса, и очень низкая скорость саморазряда. Кроме того, литий-ионный аккумулятор практически не имеет «эффекта памяти» и не содержит токсичных веществ, что также является важной причиной его широкого применения.

Как работают литий-ионные батареи

Литий-ионная батарея Принципиальная структура литий-ионной батареи Литиевая батарея делится на литиевую батарею и литий-ионную батарею. В настоящее время в мобильных телефонах и ноутбуках используются литий-ионные батареи, которые обычно называют литиевыми батареями. В настоящее время литий-ионные батареи, используемые в мобильных телефонах и т.п., и настоящие литиевые батареи не используются в повседневных электронных продуктах из-за их высокого риска.

Литий-ионный аккумулятор положительные и отрицательные материалы

Анодный материал литий-ионной батареи представляет собой углеродный материал, а катодный материал литий-ионной батареи представляет собой литийсодержащее соединение. Металлического лития нет, только ионы лития, это литий-ионный аккумулятор. Литий-ионный аккумулятор - это общий термин для аккумулятора, в котором в качестве материала положительного электрода используется интеркалированное соединение иона лития. Процесс зарядки и разрядки ионно-литиевой батареи представляет собой процесс интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития. В процессе интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития сопутствующая вставка и деинтеркаляция эквивалентных электронов ионами лития (обычно называемая внедрением или деинтеркаляцией положительного электрода и вставкой или деинтеркаляцией отрицательного электрода). Во время заряда и разряда ионы лития интеркалируются / деинтеркалируются и вставляются / деинтеркалируются между положительным и отрицательным электродами и уместно именуются «батареями кресел-качалок».

Литий-ионные батареи обладают высокой плотностью энергии и высоким средним выходным напряжением. Саморазряд небольшой, менее 10% в месяц. Нет эффекта памяти. Диапазон рабочих температур составляет от -20 ° C до 60 ° C. Отличные рабочие характеристики при циклическом использовании, быстрая зарядка и разрядка, эффективность зарядки до 100% и длительная выходная мощность. Без загрязнения окружающей среды его называют зеленой батареей.

Зарядка - важный этап при многократном использовании аккумулятора. Процесс зарядки литий-ионного аккумулятора делится на две фазы: фаза быстрой зарядки постоянным током (индикатор горит красным или желтым) и фаза уменьшения тока постоянного напряжения (индикаторная лампа горит зеленым). Во время фазы быстрой зарядки постоянным током напряжение аккумулятора постепенно увеличивается до стандартного напряжения аккумулятора, а затем передается на ступень постоянного напряжения под микросхемой управления, напряжение больше не повышается, чтобы гарантировать, что он не перезарядится, и ток постепенно ослабевает по мере увеличения заряда батареи. Перейти к 0 и закончить зарядку. Чип статистики мощности может рассчитать мощность батареи, записав кривую разряда. Литий-ионные батареи меняют кривую разряда после многократного использования. Хотя литий-ионные аккумуляторы не обладают эффектом памяти, неправильная зарядка может серьезно повлиять на производительность аккумулятора.

Чрезмерная зарядка и разрядка литий-ионных батарей может привести к необратимому повреждению положительных и отрицательных электродов. Чрезмерный разряд приводит к разрушению структуры отрицательного углеродного листа, а сжатие приводит к тому, что ионы лития вставляются во время зарядки; чрезмерная зарядка приводит к тому, что избыточные ионы лития вставляются в отрицательную углеродную структуру, и некоторые ионы лития больше не выделяются.

Количество заряда равно зарядному току, умноженному на время зарядки. Когда напряжение управления зарядкой является постоянным, зарядный ток больше (скорость зарядки выше), а величина заряда меньше. Если скорость зарядки аккумулятора слишком высока и контрольная точка напряжения завершения не соответствует требованиям, емкость аккумулятора также будет недостаточной. Фактически, некоторые из активных материалов электродов батареи не полностью реагируют, и зарядка прекращается. Это явление недостаточной зарядки усугубляется с увеличением количества циклов.

Стальной корпус / серия алюминиевого корпуса:

(1) Верхняя и нижняя крышка аккумуляторного отсека

(2) Положительный электрод - активным материалом обычно является оксид лития-кобальта.

(3) Сепаратор - специальная композитная мембрана.

(4) Отрицательный электрод - активный материал - углерод.

(5) Органический электролит

(6) Батарейный отсек (разделен на стальной и алюминиевый)

Серия гибкой упаковки

(1) Положительный электрод - активным материалом обычно является оксид лития-кобальта.

(2) Разделитель - композитная пленка PP или PE.

(3) Отрицательный электрод - активный материал - углерод.

(4) Органический электролит

(5) Батарейный отсек - пленка из алюминиево-пластикового композитного материала.

Как работают литий-ионные батареи

Схема литий-ионного аккумулятора

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. 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.

Обычно зарядный ток литиевой батареи устанавливается в пределах от 0,2 ° C до 1 ° C. Чем больше ток, тем быстрее происходит зарядка и тем сильнее нагревается аккумулятор. Более того, при чрезмерном токе зарядки емкость не полная, потому что электрохимическая реакция внутри аккумулятора требует времени. Как и при наливании пива, если оно будет слишком быстрым, оно будет пузыриться, но не будет полным. Для батарей нормальное использование - это процесс разрядки.

Необходимо обратить внимание на разряд литиевой батареи:

Во-первых, ток разряда не должен быть слишком большим. Чрезмерный ток вызывает нагрев внутри батареи, что может привести к необратимому повреждению. По мобильному телефону это не проблема, не считаешь.

Во-вторых, никогда не допускайте чрезмерной разрядки. Литиевые батареи больше всего боятся чрезмерной разрядки. Если напряжение разряда станет ниже 2,7 В, аккумулятор можно утилизировать. К счастью, внутри аккумулятора мобильного телефона была установлена схема защиты, напряжение недостаточно низкое, чтобы повредить аккумулятор, схема защиты будет работать, прекратите разряжаться. Чем больше разрядный ток аккумулятора, тем меньше разрядная емкость и тем быстрее падает напряжение.

Страница содержит содержимое машинного перевода.