22 лет персонализации аккумуляторов
Jun 28, 2020 Вид страницы：387
Литий-ионные батареи используются с конца 90-х годов для питания наших небольших устройств, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Теперь они также используются для питания транспортных средств, таких как электромобили, которые стали самой передовой автомобильной технологией, а также стали популярными. Литий-ионные батареи бывают разных типов, разработанные в зависимости от области применения, для которой они используются. Литий-ионные аккумуляторы, разработанные еще в 1991 году, являются самыми популярными, поскольку на них приходится более 35% аккумуляторов энергии. Мы обсудим, почему эти батареи будут продолжать доминировать, и в будущем ожидается, что они затмят автомобили с бензиновым двигателем, учитывая технологические усовершенствования, происходящие в этой области.
Для чего используется аккумулятор 18650?
Эта аккумуляторная батарея 18650 используется в ряде электронных устройств. Возьмем, к примеру, камеру DSLR, которая использует эту ячейку для выработки энергии. Давайте исследуем его внутренние части и выясним, из какого материала состоит эта ячейка. Что касается его внутренних частей, он состоит из трех слоев листов, и электроны текут внутри них, когда нагрузка подключается к батарее. Этот естественный поток электронов показывает, что эти электроны хранятся внутри в нестабильном состоянии до того, как нагрузка подключится к батарее. Для более эффективного понимания этого основного принципа нам необходимо понять технологические достижения, которые происходят в литий-ионных батареях. Эти нестабильные электроны хранятся в контейнере, называемом графитом, с более высоким электрохимическим потенциалом. Перед хранением электронов они отделяются от атомной структуры элемента.
Литий - это металл с более высокой тенденцией терять электроны из своей внешней оболочки, из-за чего этот металл очень реактивен. В составе оксида металла атомы лития очень стабильны. Когда используется внешний источник питания, его положительная сторона притягивает электроны, а с помощью электролита он блокирует поток электронов через него, в результате эти электроны проходят через внешнюю цепь и попадают в ловушку между слоями графита.
Таким же образом отрицательная сторона источника питания притягивает ионы лития, которые также остаются в слоях графита. Именно из-за этого явления ионы лития накапливаются с более высоким электрохимическим потенциалом. Когда источник питания отключен и нагрузка подключается к батарее, все электроны, захваченные внутри графитовых слоев, начинают проходить через нагрузку, генерируя электричество.
Почему батарея 18650 так популярна?
Три хороших характеристики источника энергии - это низкая стоимость, высокая плотность энергии и долгий срок службы. Литиевый аккумулятор 18650 соответствует всем этим трем аспектам. Давайте узнаем, как и каковы будущие тенденции?
1) Фактор стоимости: учитывая фактор стоимости литий-ионных аккумуляторов, мы можем сказать, что капитальные затраты, необходимые для создания технологии литий-ионных аккумуляторов 18650, выше, чем у аналогов. Тем не менее, если мы сравним стоимость эксплуатации электромобилей с бензиновыми автомобилями, они будут стоить треть цены бензиновых автомобилей. Тогда в чем причина высоких капитальных затрат? Что ж, основная причина таких высоких капитальных затрат - это присутствие никеля и кобальта в составе оксида металла. Производители аккумуляторов используют эти два металла в большем количестве, чем литий. Это основная причина того, что литий-ионные батареи стоят в шесть раз дороже свинцово-кислотных батарей и в три раза дороже никель-металлогидридных батарей. Однако стоимость киловатт-часа в технологии литий-ионных аккумуляторов стремительно падает с течением времени. Учитывая это, они преодолеют барьер капитальных затрат в будущем.
2) Плотность энергии: литий-ионные батареи 18650 обеспечивают гораздо более высокую плотность энергии, чем любые другие аккумуляторные технологии. Важнейшей частью, влияющей на плотность энергии, является накопитель ионов лития и электронов. Ученые сейчас пытаются найти способ изменить носитель данных с графита на кремний. Если это произойдет, то плотность энергии вырастет в 4,4 раза. Недостатком кремния является то, что он вызывает непомерно высокий уровень увеличения и сжатия объема во время каждого цикла. Чтобы получить преимущества кремния и избежать его недостатков, производители начали использовать 5% кремния, смешанного с графитом.
3) Долговечность: наиболее важной частью является срок службы ионно-литиевых батарей. Наши старые аккумуляторы для ноутбуков разрядились в течение одного года, но теперь их легко хватает на 3 года, а иногда и больше. Чтобы понять, как исследователи увеличили время автономной работы, важно понять, каков механизм смерти этих аккумуляторов. Что ж, обычно батарея умирает через несколько лет, независимо от того, используется она или нет. Этот процесс потери мощности является менее электрическим, что означает, что он не требует какого-либо потока электричества. Слой, называемый слоем SEI, предохраняет электроны от прямого контакта с электролитом, что предохраняет электролит от разложения.
Как проверить аккумулятор 18650?
Тестирование аккумуляторов 18650 помогает определить емкость каждой ячейки для изготовления аккумуляторной батареи, помогая вам решить, подходят ли они вам или нет? Для тестирования нам понадобятся вольтметр, RC-зарядное устройство и четыре лотка для организации ячеек аккумулятора. Проверьте ячейки с помощью вольтметра и утилизируйте те, у которых показания ниже 2,5. Подключите элементы к зарядному устройству Intel, которое будет заряжать их со скоростью 375 мА в час, и если два элемента подключены, то каждый получит 750. Напишите на нем емкость элемента и сгруппируйте их в соответствии с емкостью для использования в батареях.
Заключение:
Сегодня важнейшие гаджеты используют литий-ионные батареи в качестве источника энергии с небольшим изменением химического состава оксидов металлов, используемых в них. В зависимости от типа применения меняются стоимость, удельная энергия и срок службы.
Это обсуждение ясно показывает четкую картину того, как эти батареи со временем становятся лучше с точки зрения плотности энергии и долговечности. Автомобильная промышленность будет определять будущее этой технологии. Если эти батареи будут более конкурентоспособными, они получат больше возможностей для адаптации в этой отрасли. Конкурентоспособность должна выражаться в стоимости, сроке службы и энергии.
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
