Сколько весит литий-ионная батарея?

Литий-ионная батарея или LIB на самом деле является типом перезаряжаемой батареи. Литиевые батареи широко используются для электромобилей и других портативных устройств или электроники.

Они становятся все более популярными в аэрокосмической и военной сферах. Первоначально батарея была создана Акирой Йошино, Джоном Гуденафом и Рашидом Язими еще в 1980-х годах.

Он был разработан на основе концепции, предложенной Стэнли М. Уиттингемом еще в 1970-х годах, а в 1991 году он был коммерциализирован Asahi Kasei и Sony.

Удельная энергия литиевых батарей на самом деле составляет около 150-220 Вт / кг, и это фактически не включает корпуса, проводку и даже клеммы.

Влияет ли вес на производительность литий-ионной батареи?

Удельная плотность энергии составляет от 100 до 250 мкВт · ч / кг (от 360 до 900 мкДж / кг), в то время как объемная плотность энергии составляет от 250 до 620 Вт · ч / л2 (от 900 до 2230 Дж / см3). Для удельной мощности это примерно от 300 до 1500 Вт / кг.

Просто потому, что литиевые батареи могут практически иметь различные материалы отрицательного и положительного электрода, их плотность энергии, а также напряжение также варьируются в соответствии. Его напряжение холостого хода намного выше, чем у водных аккумуляторов, таких как:

· Металлогидрид никеля

· Никель-кадмиевые, и;

· Свинцово-кислотный

Известно, что внутреннее сопротивление увеличивается в зависимости от езды на велосипеде и возраста. Увеличивающееся внутреннее сопротивление приводит к падению напряжения на клеммах, что снижает потребление большого тока.

Кроме того, это увеличивающееся сопротивление оставит литиевую батарею в состоянии, в котором она не может поддерживать требуемые обычные токи разряда без недопустимого падения напряжения или даже перегрева.

Батареи, содержащие литий-железо-фосфатные и графитовые отрицательные электроды, на самом деле имеют напряжение холостого хода примерно 3,2 В, что является нормальным, плюс зарядное напряжение 3,6 В.

Литий-никель-марганец-кобальт, также известный как оксидные положительные элементы NMC, а также графитовые отрицательные элементы, имеют номинальное напряжение 3,7 В и максимальное напряжение 4,2 В. при зарядке.

Кроме того, процедура зарядки выполняется при определенном напряжении, имеющем схему ограничения тока.

Это означает, что он заряжается определенным током до тех пор, пока в его ячейке не будет достигнуто напряжение около 4,2 В, и он продолжает подавать определенное напряжение, пока его ток не упадет ближе к нулю.

Обычно заряд прекращается примерно на трех процентах от тока заряда. Несколько лет назад литиевые батареи не могли заряжаться быстро, и им требовалось около двух часов, чтобы считаться полностью заряженными.

Для аккумуляторов текущего поколения, которые у нас есть сегодня, они могут быть полностью заряжены примерно за сорок пять минут или даже быстрее.

В 2015 году исследователи показали небольшую батарею емкостью 600 мАч, которая была заряжена примерно до шестидесяти восьми процентов менее чем за две минуты.

И они также показали батарею емкостью 3000 мАч, которая была заряжена примерно до сорока восьми процентов в общей сложности за пять минут. Батарея имела плотность энергии около 63 / Вт / л. Кроме того, в устройстве использовались гетероатомы, которые были связаны с молекулами графита на его аноде.

Насколько лучше литиево-ионный аккумулятор?

Эти литиевые батареи состоят из катода; положительные электроды в форме LiOH или Li2CO3, как в аккумуляторных батареях.

Они также состоят из анода; отрицательные электроды, которые представляют собой литий в виде металла, который мы видим в неперезаряжаемых батареях, таких как сепаратор. Эти батареи состоят из электролита, который представляет собой литий в форме LiC1.

Его электроды погружены в электролит, который является проводящей жидкостью, и это, как известно, ячейка. Однако комбинация различных элементов в основном образует батарею.

Литиевая батарея работает строго на основе обратимых химических реакций, которые помогают обеспечить обмен электронами и ионами между всеми их полюсами.

Это также позволяет разряжать и заряжать аккумулятор. В точный момент разряда вырабатывается электрический ток, и он способен приводить в движение все электродвигатели, которые отвечают за приведение в движение конкретного транспортного средства.

Таким образом, во время перезарядки электроны и ионы практически возвращаются в свое нормальное положение, которое происходит от ввода внешней энергии, как при поломке автомобиля.

Как правило, производительность, поведение и срок службы батареи зависят от химических элементов, выбранных для того, чтобы вызвать необходимую реакцию внутри каждой ячейки и электроники, которая фактически контролирует весь процесс перезарядки и разряда.

На данный момент существуют различные типы литиевых батарей, такие как:

· Li CO O2: литий-кобальт

· LiFe P O2: фосфат лития-железа

· Li Mn2 O2: литий-марганец

· Литий-никелевый кобальт-марганцевый и;

· Li4 Ti5 O12: Литий-титановый

Однако все, что у них есть общего, - это использование литиево-углеродного анода, но они отличаются друг от друга оксидом лития, используемым в их катоде.

Анализ динамики веса литий-ионных аккумуляторов

Литиевые батареи быстро превращаются в разумную замену ста пятидесятилетней технологии выдающихся свинцово-кислотных аккумуляторов.

В различных приложениях, где учитывается вес, литиевые батареи считаются одной из самых легких доступных альтернатив.

В последние годы стали широко доступны литиевые батареи различного химического состава, например:

· Литий-полимерный

· Литий-ионный

· Литий-ионный фосфат, а также некоторые другие экзотические разновидности

И литиевый полимер, и ионы лития являются наиболее энергоемкими из всех литиевых батарей, хотя на самом деле они небезопасны.

Кроме того, одним из самых популярных типов литий-ионных аккумуляторов является оксид кобальта лития.

Что касается литий-ионных аккумуляторов, они имеют очень высокую плотность энергии, и примерно через год использования емкость этого литий-ионного аккумулятора сильно упадет, так что даже LiFePO4 будет иметь точно такую же плотность энергии, и после периода использования Через два года LiFePO4 будет иметь большую плотность энергии.

Подвести итоги

Производительность этих производимых литиевых батарей с годами в основном улучшилась.

Например, с 1991 по 2005 годы энергоемкость на основе каждой цены литиевых батарей увеличилась более чем примерно в десять раз.