Сколько существует типов литиевых батарей? Какая разница в производительности?

По характеру работы можно разделить на:

Первичные батареи (первичные батареи);

Первичные батареи можно разделить на: цинково-марганцевые батареи с пастой, картонные цинково-марганцевые батареи, щелочные цинково-марганцевые батареи, цинково-серебряные батареи с застежкой, литиево-марганцевые батареи с застежкой, цинково-марганцевые батареи с застежкой, воздушно-цинковые батареи и первичные литиево-марганцевые батареи.

Аккумулятор вторичный (аккумулятор) свинцово-кислотный;

Вторичные батареи можно разделить на: кадмиево-никелевые батареи, водородно-никелевые батареи, литий-ионные батареи, вторичные щелочные цинковые и марганцевые батареи.

Свинцово-кислотные батареи можно разделить на: свинцово-кислотные батареи открытого типа, полностью закрытые свинцово-кислотные батареи.

Литий-ионная батарея: это вторичная батарея (перезаряжаемая батарея), которая в основном полагается на ионы лития, перемещающиеся между положительным и отрицательным полюсами. Во время процесса зарядки и разрядки Li + внедряется и удаляется между двумя электродами: при зарядке Li + отключается от положительного электрода, отрицательный электрод внедряется в электролит, а отрицательный электрод находится в богатое литием состояние; При разряде все наоборот.

Литиевые батареи делятся на литиевые и литиево-ионные. В сотовых телефонах и ноутбуках используются литий-ионные батареи, обычно известные как литиевые батареи. В аккумуляторах в качестве электродов обычно используются литийсодержащие материалы, и они являются типичным представителем современных высокоэффективных аккумуляторов. Настоящие литиевые батареи редко используются в бытовой электронике из-за их высокого риска.

Литий-ионная батарея была впервые разработана корпорацией Sony в Японии в 1990 году. Она предназначена для введения ионов лития в углерод (нефтяной кокс и графит) для образования отрицательного электрода (литий для литиевых батарей или литиевые сплавы для обычных литиевых батарей). Материал положительного электрода обычно используется для LixCoO2, LixNiO2 и LixMnO4, а LiPF6 + диэтиленкарбонат (EC) + диметилкарбонат (DMC) в качестве электролита.

Нефтяной кокс и графитовые материалы отрицательных электродов нетоксичны и имеют достаточные ресурсы. Литий-ионный внедрен в углерод, преодолевая высокую активность лития и решая проблемы безопасности, существующие в традиционных литиевых батареях. Положительный LixCoO2 может достигать высоких уровней заряда и разряда, а также срока службы. Короче говоря, для снижения стоимости были улучшены комплексные характеристики литий-ионных аккумуляторов. Ожидается, что литий-ионные батареи займут большой рынок в 21 веке.

Литий-ионные вторичные батареи заряжаются и разряжаются с помощью LiCoO2 + C = Li1-xCoO2 + LixC.

Литий-ионные аккумуляторы легко спутать со следующими двумя типами аккумуляторов:

(1) Литиевая батарея: отрицательный электрод из металлического лития.

(2) Литий-ионные батареи: используйте неводные жидкие органические электролиты.

(3) Литий-ионные полимерные батареи: используйте полимеры для гелеобразования жидких органических растворителей или напрямую используйте полностью твердые электролиты. В литий-ионных батареях в качестве отрицательных полюсов обычно используются графитовые углеродные материалы.

Это диоксид марганца или тионилхлорид, а отрицательный электрод - литиевый. После сборки аккумулятора аккумулятор находится под напряжением и его не нужно заряжать. Литий-ионные батареи (Li-ionBatteries) - это разработка литиевых батарей. Например, батарейка-таблетка, используемая в предыдущей камере, была литиевой. Аккумулятор также можно заряжать, но характеристики цикла не очень хорошие, а кристаллы лития легко образуются во время цикла зарядки и разрядки, вызывая внутреннее короткое замыкание аккумулятора, поэтому, как правило, аккумулятор заряжать запрещено.

В 1982 году Р. Р. Агарвал и Дж. Р. Селман из Технологического института Иллинойса обнаружили, что ионы лития обладают характеристиками встроенного графита. Этот процесс быстрый и обратимый. В то же время литиевые батареи, изготовленные из металлического лития, получили большое внимание из-за их опасности для безопасности. Поэтому люди пытаются использовать характеристики литий-ионных аккумуляторов, встроенных в графит, для создания аккумуляторов. Первый доступный литий-ионный графитовый электрод был успешно произведен в лабораториях Bell Labs.

В 1983 г. М. Теккерей, Дж. Гуденаф и другие обнаружили, что марганцевая шпинель является прекрасным положительным материалом с низкой ценой, стабильностью и отличной проводимостью и литиевой проводимостью. Его температура разложения высока, а степень окисления намного ниже, чем у кобальта лития. Даже при коротком замыкании и перезарядке можно избежать опасности возгорания и взрыва.

В 1989 году А. Мантирам и Дж. Гуденаф обнаружили, что положительный электрод, в котором используются полимерные анионы, генерирует более высокое напряжение.

В 1992 году японская корпорация Sony изобрела литиевую батарею с углеродным материалом в качестве отрицательного электрода и литиевым соединением в качестве положительного электрода. Во время процесса зарядки и разрядки металлического лития нет, только ионы лития, которые являются литий-ионными батареями. Впоследствии литий-ионные батареи произвели революцию в бытовой электронике. Такие батареи, в которых в качестве положительного материала используется литий-кобальтовая кислота, по-прежнему являются основным источником питания для портативных электронных устройств.

В 1996 году Пади и Гуденаф обнаружили, что фосфаты со структурой оливина, такие как фосфат лития-железа (LiFePO4), более безопасны, чем традиционные катодные материалы, и особенно устойчивы к высоким температурам, а их перезаряжаемые свойства намного превосходят свойства традиционных литий-ионных аккумуляторов. .

Глядя на историю разработки аккумуляторов, можно увидеть, что тремя характеристиками современного развития мировой аккумуляторной индустрии являются быстрое развитие экологически чистых аккумуляторов, включая литий-ионные, водородные и никелевые аккумуляторы; Второй - преобразование батареи в батарею, что соответствует стратегии устойчивого развития; В-третьих, дальнейшее развитие аккумуляторных батарей в направлении компактных, легких и тонких. В имеющихся в продаже перезаряжаемых батареях литий-ионные батареи имеют самую высокую удельную энергию, особенно полимерные литий-ионные батареи, благодаря которым аккумуляторные батареи становятся более тонкими. Поскольку объем литий-ионных аккумуляторов больше, чем энергия, а масса, чем энергия, они могут быть заряжены и не загрязняют окружающую среду, и они обладают тремя основными характеристиками, присущими нынешнему развитию индустрии аккумуляторов, поэтому они быстро развиваются в развитых странах. Развитие телекоммуникационного и информационного рынка, особенно широкое использование мобильных телефонов и ноутбуков, открыло рыночные возможности для литий-ионных аккумуляторов. Полимерные литий-ионные батареи в литий-ионных батареях постепенно вытеснят литий-ионные батареи с жидким электролитом, обладая уникальными преимуществами в области безопасности, и станут основным направлением литий-ионных батарей. Полимерные литий-ионные батареи, известные как «батареи 21 века», открывают новую эру батарей. Перспективы развития очень оптимистичные.

В марте 2015 года компания Sharp из Японии и профессор Танака из Киотского университета успешно разработали литий-ионную батарею со сроком службы до 70 лет. Созданная на этот раз долговечная литий-ионная батарея имеет объем 8 кубических сантиметров и может заряжаться и разряжаться 25 000 раз. Sharp также сообщил, что после того, как литий-ионный аккумулятор с длительным сроком службы был фактически перезаряжен и разряжен 10 000 раз, его производительность осталась стабильной.

Стальной корпус / алюминиевый корпус / цилиндр / серия гибкой упаковки:

(1) Позитивно-активные вещества, как правило, представляют собой литий-марганцевую кислоту или литий-кобальтовую кислоту, никель-кобальт-марганцевую кислоту, электрические велосипеды обычно используют никель-кобальт-марганцевую кислоту Литий (обычно известный как тройной) или тройной + небольшое количество литий-марганцевой кислоты, Чистый манганат лития и фосфат лития-железа постепенно исчезают из-за большого размера, плохой производительности или высокой стоимости. В электродной жидкости используется электролитическая алюминиевая фольга толщиной 10-20 мкм.

(2) диафрагма - полимерная пленка специальной формы с микропористой структурой, которая позволяет ионам лития свободно проходить без прохождения электронов.

(3) Отрицательный. Действующее вещество - графит или углерод, подобный структуре графита. Электролитическая медная фольга толщиной 7-15 микрон используется для токопроводящих жидкостей.

(4) Растворители органического электролита-карбоната, растворяющие гексафторфосфат лития, и гелевые электролиты для полимеров.

(5) Корпус батареи разделен на стальной корпус (квадратный используется редко), алюминиевый корпус, корпус из никелированного железа (используется для цилиндрических батарей), алюминиевую пластиковую пленку (мягкая упаковка) и т. Д., А также крышка аккумулятор, также является положительным и отрицательным полюсом аккумулятора.

В зависимости от материала электролита, используемого в литий-ионных батареях, литий-ионные батареи делятся на жидкие литий-ионные батареи (сокращенно LIB) и полимерные литий-ионные батареи (PolymerLithium-IonBattery, сокращенно PLB).

Литий-ионный аккумулятор (Li - Ion)

Перезаряжаемые литий-ионные батареи в настоящее время являются наиболее широко используемыми батареями в современных цифровых продуктах, таких как мобильные телефоны и ноутбуки, но они более «хрупкие» и не могут быть перезаряжены или чрезмерно разряжены во время использования (что приведет к повреждению или утилизации аккумулятора. ). Поэтому на батарее есть защитные компоненты или защитные схемы, чтобы предотвратить дорогостоящее повреждение батареи. Литий-ионные аккумуляторы требуют высоких требований к зарядке. Чтобы гарантировать точность напряжения оконечной нагрузки в пределах ± 1%, основные заводы по производству полупроводниковых устройств разработали различные ИС для зарядки литий-ионных аккумуляторов, чтобы обеспечить безопасную, надежную и быструю зарядку.

Страница содержит содержимое машинного перевода.