Понимание 18650 Battery Wiki

Вступление

Литий-ионный аккумулятор 18650 - это перезаряжаемый аккумулятор. Этот тип батареи содержит ионы лития, которые перемещаются от отрицательного электрода к положительному, когда он разряжается, и обратно, когда он заряжается. Батарея 18650 может использоваться в различных приложениях, включая медицинское оборудование, портативные гаджеты, военную и аэрокосмическую промышленность, робототехнику, исследования и геодезию, аварийную резервную батарею и коммерческие финансы среди прочего.

Литий-ионные аккумуляторы обладают высокой плотностью энергии, низким саморазрядом и отсутствием эффекта памяти. Эти батареи содержат горючий электролит, который представляет угрозу безопасности, когда батарея повреждена или иногда неправильно заряжена, так как они могут привести к взрывам и пожарам. Вы, наверное, слышали, что некоторые компании отзывают гаджеты после возгорания литий-ионных аккумуляторов.

Как правило, литий-ионные батареи имеют несколько преимуществ, включая более длительный срок службы батареи, высокую плотность энергии, снижение стоимости в долгосрочной перспективе и безопасность, среди прочего.

Аккумулятор 18650 против сотового

Эти две терминологии очень распространены в вопросах батарей. Но действительно ли вы понимаете разницу между батареей и элементом? Между батареей и элементом есть явная разница.

Батарея на самом деле представляет собой аккумуляторную батарею, которая представляет собой набор элементов, электрических соединений, с корпусом и, возможно, управляющей и защитной электроникой. Две или более ячейки могут быть соединены встык, чтобы образовать батарею.

Ячейка - это единый электрохимический блок, содержащий электроды, сепаратор и электролит. У ячейки есть два конца: положительный и отрицательный. Для литий-ионных элементов положительный электрод является катодом, а литиевый.

Ячейка в основном проталкивает электрический ток от положительного терминала к отрицательному. На батарее, с другой стороны, указано ее напряжение, которое показывает, какой толчок она дает для протекания тока. Чем выше напряжение, тем сильнее толчок. Например, батарея с маркировкой 6 В дает больший толчок, чем батарея с маркировкой 1,5 В.

Изобретения и разработки батарей 18650

Идея литиевых батарей была впервые предложена в 1970-х годах британским химиком Стэнли Уиттингемом. , пока он работал в Exxon. Уиттингем разработал литиевую батарею, используя сульфид титана (IV) и металлический литий в качестве электродов. Однако возникла проблема, заключающаяся в том, что эту перезаряжаемую литиевую батарею невозможно было реализовать на практике. Британский химик сделал неудачный выбор, когда решил остановиться на дисульфиде титана в качестве батареи, поскольку он требует синтеза в полностью закрытых условиях и может быть очень дорогостоящим.

Дисульфид титана при контакте с воздухом реагирует с образованием соединений сероводорода, которые имеют неприятный запах и токсичны для большинства животных. По этой и многим другим причинам Exxon не смогла продолжить разработку литий-дисульфидной батареи Уиттингема.

Более того, батареи, содержащие металлические литиевые электроды, были связаны с проблемами безопасности, поскольку литий является высокореактивным элементом. Под воздействием воды он воспламеняется с образованием гидроксида лития и газообразного водорода. Кроме того, при нормальных условиях литий-металл становится неактивным из-за гидроксида лития, карбоната лития или оксида лития и разлагается при контакте как с влажным, так и с сухим воздухом. Все эти факторы привели к разработке батарей, в которых не использовался металлический литий, вместо этого батареи будут содержать только соединения лития, которые способны принимать и выделять ионы лития.

В 1977 году Самар Басу работал над графитовым электродом и продемонстрировал электрохимическое внедрение лития в графит. За этим последовала разработка в Bell Labs работоспособного электрода с интеркалированным литием из графита. Это могло бы стать альтернативой батарее металлического литиевого электрода.

В 1980 году Язами продемонстрировал, как происходит электрохимическое внедрение лития в графит. Он продемонстрировал, что литий может быть обратимо интеркалирован в графит с помощью электрохимического механизма с использованием твердого электролита. Органический электролит, доступный в то время, разлагался во время зарядки графитовым отрицательным электродом. Изобретение Язами использования графитового электрода стало наиболее часто используемым электродом в коммерческих литий-ионных батареях.

Многие исследования продолжаются, и многие изобретения будут запатентованы их владельцами. Каждое новое изобретение и исследование улучшало предыдущее, и это открывало нам глаза. По мере развития разработки производительность и емкость литий-ионных аккумуляторов улучшались. Фактически, в 1991 году Sony и Asha Kasei представили свой первый коммерческий литий-ионный аккумулятор. Со временем все больше компаний разработали свои собственные литий-ионные батареи, и в 2011 году на литий-ионные батареи приходилось 66% всех продаж портативных аккумуляторных батарей в Японии.

Сегодня у нас много компаний, которые занимаются производством литиевых батарей. Авторитетные компании продолжают исследования и поиск более передовых инноваций, которые они могут внедрить в производство своих аккумуляторов. Производятся более мощные литиевые батареи, которые стали более портативными. Это можно объяснить продолжающимися исследованиями и разработками, в которые производители литий-ионных аккумуляторов инвестируют.

18650 Зарядка и деградация аккумулятора

Во время зарядки литиевая батарея подключается к внешнему источнику электроэнергии, который подает более высокое напряжение, чем вырабатывает батарея, что подталкивает зарядный ток к течению внутри батареи от положительного электрода к отрицательному. В это время ионы лития движутся к отрицательному электроду и внедряются в пористый электродный материал посредством интеркаляции.

Во время разряда ионы лития перемещаются от отрицательного к положительному электроду внутри батареи. Проще говоря, происходит обратная зарядка.

Кроме того, литиевые батареи имеют постепенный саморазряд, даже если они не подключены и не пропускают ток. Скорость саморазряда обычно невысока и может составлять от 1,5 до 2% в месяц. Однако скорость увеличивается с ростом температуры и уровня заряда. Кроме того, по мере старения аккумулятора скорость саморазряда увеличивается.

Износ батареи также происходит постепенно и приводит к снижению емкости из-за химических и механических изменений электродов. Батареи можно отнести к категории мультифизических электрохимических систем, что означает, что они подвергаются деградации с помощью различных механизмов одновременного химического, механического, электрического и термического отказа.

Некоторые из наиболее распространенных механизмов включают нанесение лития, рост межфазного слоя твердого электролита (SEI), термическое разложение электролита и механическое растрескивание слоя SEI и электродных частиц.

Разложение в основном увеличивается с повышением температуры, минимальное разложение происходит при температуре около 25 ° C. когда аккумулятор работает или хранится при температуре выше 25 ° C, деградация увеличивается.

Следует отметить, что высокий уровень заряда и высокие температуры увеличивают потерю емкости. Чтобы обеспечить низкие температуры, необходимо обеспечить надлежащую внутреннюю вентиляцию.

Емкость литий-ионных аккумуляторов 18650 также зависит от количества циклов. Многочисленные циклы, исчисляемые тысячами, приводят к потере мощности. Медленные электрохимические процессы приводят к образованию межфазной границы твердого электролита (SEI) в отрицательном электроде. Образование SEI приводит к расходу ионов лития, что приводит к снижению эффективности заряда и разряда материала электрода.

Пленка SEI нерастворима, поэтому она может оставаться стабильной в растворе органического электролита. Если в электролит используются правильные добавки, способствующие образованию SEI, можно предотвратить притяжение молекул растворителя и можно избежать повреждения материалов электродов. Кроме того, SEI позволяет ионам лития проходить, но предотвращает прохождение электронов, и это обеспечивает непрерывность цикла зарядки и разрядки. Более того, SEI может значительно улучшить электрод, а также увеличить производительность и срок службы батареи, предотвращая дальнейшее потребление ионов лития.

Характеристики аккумулятора 18650

Форма: цилиндрическая литий-ионная батарея

Размер: диаметр 18 мм, высота 65,0 мм

Напряжение: 3,7 В

Емкость: 1-5 Ач

Технические характеристики: 18650 ячеек подключаются параллельно и последовательно для увеличения напряжения и увеличения времени разряда.

Руководство по покупке аккумулятора 18650

Если вы хотите купить литиевый аккумулятор 18650, лучше найти продавца с хорошей репутацией. Хороший продавец имеет многолетний опыт работы с аккумулятором и посоветует лучший аккумулятор для вашего приложения. Обязательно найдите аккумулятор, который не поврежден из соображений безопасности. Литиевая батарея должна быть достаточно мощной, чтобы удовлетворить ваши потребности.