Введение в состав литиевых батарей, компоненты и процесс

Что является основным ингредиентом литиевых батарей?

Литий-ионные батареи используются почти во всех электронных устройствах и электронных транспортных средствах. Литий-ионные батареи, несмотря на то, что они дороже обычных щелочных батарей, имеют гораздо более длительный срок службы.

Литий-ионные батареи состоят из так называемых ячеек. Каждая их ячейка состоит из трех компонентов; положительный электрод, отрицательный электрод и химический компонент, называемый электролитом, между положительным и отрицательным электродами.

Положительный электрод в ячейке изготовлен из оксида лития-кобальта. Отрицательный электрод выполнен из графита. Электролиты - это оксиды и сульфиды. Электролит должен иметь длительный срок хранения и обеспечивать высокую подвижность для ионов лития. Электролит может быть жидким, полимерным и твердотельным.

Из чего сделаны литиевые батареи?

Литий-ионные батареи в настоящее время бывают всех форм и размеров. Однако независимо от размера или формы батареи все они выглядят одинаково внутри. В любом литий-ионном аккумуляторном блоке есть определенные вещи:

• Литий-ионные элементы. Они могут иметь цилиндрическую форму, как обычные батарейки типа АА, или иметь призматическую форму.

• Датчики температуры для контроля температуры аккумулятора. Перегрев может иметь катастрофические последствия.
  

• Преобразователь напряжения и схема регулятора. Это необходимо для поддержания безопасных уровней напряжения и тока внутри аккумуляторной батареи.
  

• Отвод напряжения, который действует как монитор энергетической емкости каждой отдельной ячейки внутри аккумуляторной батареи.
  

• Монитор состояния заряда аккумулятора. Это небольшой компьютер, который выполняет весь процесс зарядки. Это обеспечивает максимально быструю и безопасную зарядку аккумуляторов.
  

• Дополнительный, необязательный экранированный разъем иногда присутствует внутри аккумуляторного блока, и он позволяет питанию и информации поступать в аккумуляторный блок и выводиться из него.
  

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

При зарядке или даже во время использования аккумулятора, если он становится слишком горячим, компьютер (монитор состояния заряда аккумулятора) отключит подачу питания в попытке остыть. Если вы попытаетесь использовать устройство в этом горячем состоянии, этот компьютер не позволит вам использовать его и даже не позволит вам включить само устройство.

Литий-ионные элементы

Литий-ионные элементы имеют внешний металлический корпус. Важно использовать металл в литий-ионных элементах, поскольку аккумулятор находится под давлением. В металлическом корпусе есть то, что называется вентиляционным отверстием, которое, по сути, является отверстием, чувствительным к давлению. В случае, если аккумулятор становится слишком горячим, что может привести к взрыву, это вентиляционное отверстие сбрасывает дополнительное давление, помогая спасти ситуацию.

Внутри металлического корпуса есть три тонких слоя листов:

• Положительный электрод.

• Отрицательный электрод.
  

• Разделитель между ними двумя.
  

Эти три тонких листа погружены в органический растворитель, в основном состоящий из эфира. Этот растворитель действует как электролит для аккумулятора.

Анод и катод литий-ионных батарей

На аноде и катоде литий-ионной батареи хранятся ионы лития. Электролит внутри батареи переносит положительно заряженные ионы лития от анода к катоду и наоборот во время процессов разрядки и зарядки. Это движение ионов лития создает свободные электроны на аноде, что в свою очередь создает положительный заряд на положительном токосъемнике. После этого электрический ток течет от токоприемника к коллектору отрицательного тока, приводя в действие ваше устройство.

Анод

В большинстве литий-ионных батарей в качестве материала используется графит. Графит, используемый в аноде, производится либо синтетически, что называется искусственным графитом, либо добывается из земли, что называется природным графитом. Затем графит обрабатывается перед нанесением на медную фольгу, которая служит анодом в литий-ионной батарее.

Литий используется в виде солей ионов, растворенных в электролите литий-ионных аккумуляторов; однако литий можно использовать в качестве материала для самого анода, а также в некоторых батареях.

• В литий-ионных аккумуляторах материал анода должен соответствовать следующим требованиям:

• Материал должен иметь хорошую проводимость и пористость.
  

• Он должен быть легким и прочным.
  

• Чтобы батареи оставались дешевыми, они должны быть дешевыми.
  

• Материал должен соответствовать напряжению катода батареи.
  

Катод

При изготовлении катода литий-ионной батареи используется несколько вариантов материала. Материал, используемый в катоде литий-ионных аккумуляторов, должен быть очень чистым и не содержать нежелательных металлических примесей. Катод в литий-ионных аккумуляторах представляет собой смесь лития и других металлов. В то время как материал анода в литий-ионной батарее хорошо оптимизирован, материал катода открыт для усовершенствований, и сегодняшние исследования сосредоточены на этой конкретной области.

Катод литий-ионных аккумуляторов имеет активные материалы. Он состоит из кобальта, никеля и марганца, представленных в кристаллической структуре, которая образует полиметаллический оксидный материал. Затем к смеси на заключительном этапе добавляют литий.

Как сделать литиевые батареи?

Для создания литий-ионного аккумулятора нужно выполнить несколько простых шагов:

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Подготовка электрода

• На этом этапе материал, который будет нанесен на анод и катод, смешивается и подготавливается.

• Металлическое сырье, в основном алюминий, загружается в машину для нанесения покрытий.
  

• Затем наносятся тонкие слои лития и углерода и добавляются в машину.
  

• В ходе непрерывного процесса материал подается в печь, где обрабатывается углерод.
  

• После процесса печи продукт подается на две отдельные линии, где изготавливаются анод и катод, каждая из которых имеет свою собственную линию.
  

• После изготовления электродов (анода и катода) их подают в машину, где они сплющиваются до тонких слоев, чтобы их можно было сгибать.
  

• Заключительным этапом этого процесса является процесс резки, при котором электроды обрезаются до нужной ширины, указанной производителем.
  

Создание электрода

• В этом процессе электроды берутся и раскатываются до нужного размера.

• Как только анод и катод обрезаны до идеального размера, они подбираются парами точно равных размеров.
  

• После этого между ними вставляется тонкий слой (разделитель).
  

• Все три слоя (анод, катод и разделитель) складываются вместе на полуавтоматической машине.
  

Введение электролита

• После подготовки электродов на предыдущем шаге. Корпус для них изготовлен.

• Для изготовления корпусов электродов используются пластмассы или ПВХ.
  

• Затем в эти корпуса вставляются электроды.
  

• Они термически свариваются с трех сторон, а четвертая сторона остается открытой.
  

• Через открытую сторону электролит подается на всю установку.
  

• После этого открытая сторона герметизируется.
  

Теперь у вас есть литий-ионный аккумулятор, готовый к первой зарядке.

Обратите внимание, что обращение с литий-ионными батареями может быть очень опасным и привести к серьезным травмам или травмам. Если вы не профессионал, не пытайтесь выполнить указанные выше действия самостоятельно.