Подробный анализ текущего состояния технологии литиевых батарей для электрического велосипеда

Литиевая батарея - это разновидность анодных материалов из литиевого металла или литиевого сплава, в которых используется раствор электролита для водяной батареи. Сначала литиевая батарея изобретена великим изобретателем Томасом Эдисоном, используйте следующий ответ: Li + MnO2 = LiMnO2, реакция РЕДОКС-реакции. Поскольку химия лития очень активна, обработка металлического лития, хранение, использование имеет очень высокие требования к окружающей среде. Итак, литиевая батарея давно не применяется. И теперь литиевая батарея стала мейнстримом.

В настоящее время литий-ионные аккумуляторы, применяемые в продуктах для электрических велосипедов, являются относительно распространенными, легкими и удовлетворяют спрос на продукцию MeiGuanHua для электрического велосипеда, но из-за его применения не долгое время, но технология литиевых аккумуляторов не достигла уровня совершенного , поэтому предстоит решить множество проблем. Ниже мы анализируем электровелосипед с литиевыми батареями в нынешней ситуации технического уровня.

Процесс разработки, литий-ионные батареи

Из-за того, что химия лития очень активна, обработка металлического лития, хранение, использование, экологические требования очень высоки, поэтому производство литиевых батарей в особых условиях окружающей среды. Благодаря многочисленным преимуществам литий-ионных батарей, литиевые батареи широко используются в электронных приборах, цифровых продуктах и бытовой технике. Однако большинство литиевых батарей являются вторичными, есть еще и одноразовые батарейки. У некоторых время автономной работы и безопасность оставляет желать лучшего.

Позже японская компания SONY изобрела углеродные материалы в качестве анода, с соединениями лития в качестве анода литиевой батареи, в процессе зарядки и разрядки металлического лития не существует, только литий-ионный, то есть литий-ионный аккумулятор. При зарядке аккумулятора в аккумуляторе есть ионы лития, генерируемые на аноде, генерируемые ионы лития через электролит в отрицательное движение. Как структура катодного углеродного слоя, он имеет много пор, достигая катода, ион лития внедряется в микропористый углеродный слой, внедряется ион лития, чем больше, тем выше емкость заряда. Кроме того, когда нужно разрядить аккумулятор (то есть мы используем аккумуляторный процесс), в катодном углеродном слое появляются ионы лития, и движение обратно к аноду.

Вернемся к аноду из иона лития, чем больше, тем выше разрядная емкость. Под емкостью аккумулятора мы обычно подразумеваем разрядную емкость. В процессе зарядки и разрядки литий-ионных аккумуляторов ионы лития движутся от положительного и отрицательного к положительному положению. Литий-ионные аккумуляторы подобны креслу-качалке с обеих сторон. полюсов для аккумулятора и литий-ионных, как у спортсменов, бегающих вперед и назад в кресле-качалке. Поэтому литий-ионные батареи еще называют батареями-качалками.

В качестве цифровых продуктов, таких как широкое распространение мобильных телефонов, ноутбуков и других продуктов, литий-ионные батареи с отличными характеристиками широко используются в таких продуктах, а в последние годы постепенно и в других областях разработки приложений. В 1998 году Тяньцзиньский институт энергетики начал промышленное производство литий-ионных аккумуляторов. Традиционно люди называют литий-ионные батареи литиевыми батареями, теперь литий-ионные батареи стали мейнстримом.

Во-вторых, характеристики литий-ионных аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы и другие типы аккумуляторов, есть разница, имеют свои уникальные особенности.

(а) высокая плотность энергии

Вес литий-ионной батареи такой же, как у никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей, половина объема составляет 20-30% никель-кадмия, никель-металлогидридные 35-50%.

(2) высокое напряжение

Рабочее напряжение мономера литий-ионной батареи 3,7 В (среднее), что эквивалентно трем сериям никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей.

(3) без загрязнения

Литий-ионный аккумулятор не содержит вредных металлов, таких как кадмий, свинец, ртуть.

(4) не содержат металлический литий

Литий-ионный аккумулятор не содержит металлического лития, и из транспортных правил барных правил, таких как ограничение на перевозку литиевых аккумуляторов.

(5) длительный цикл жизни

В нормальных условиях циклы зарядки и разрядки литий-ионного аккумулятора могут быть более 500 раз, фосфат лития-железа (далее именуемого фосфорным железом) может достигать 2000 раз.

(6) без эффекта памяти

Эффект памяти относится к никель-кадмиевой батарее в процессе зарядки и разрядки, емкость батареи для уменьшения явления. Литий-ионные аккумуляторы такого эффекта нет.

(7) быстрая зарядка

Используя номинальное напряжение постоянного тока постоянного напряжения 4,2 В, зарядное устройство может заряжать литий-ионный аккумулятор за 1,5-2,5 часа; И новая разработка электричества лития железа фосфора, можно перезарядить за 35 минут.

Три, литий-ионный аккумулятор в приложении в области электрического велосипеда

В настоящее время в применении литий-ионной аккумуляторной батареи большой мощности электрического велосипеда в основном все состоит из более чем отдельных ячеек последовательно и параллельно. В процессе его применения проблемы, существующие в литиевой силовой батарее, в основном связаны с большой дискретностью каждой мономерной батареи, что влияет на всю безопасность и срок службы аккумуляторной батареи.

Следовательно, мы должны подумать об идеальном управлении литиевой батареей для обеспечения безопасности и срока службы аккумуляторной батареи. Требование к контролю: не только управлять и защищать каждую из мономерных батарей, батарейный блок и во время разряда также поддерживать постоянный баланс напряжения каждой батареи, как и многие стаканы с водой в одной и той же горизонтальной линии, постоянно балансируют. В зарядке, чтобы гарантировать, что все батареи в аккумуляторном блоке в одной и той же балансировке линии напряжения постоянно перезаряжаются, пока вся батарея, столько же чашек, хотя и не будет такой же, как емкость, но с тем же впрыском потока, чтобы гарантировать, что каждая чашка воды.

Подводя итог, можно сказать, что электрический велосипед с литиевыми батареями в процессе использования, чтобы сохранить батарею, но признать, однако, без температуры, долгий срок службы, особенно использование безопасности. Это требует, чтобы аккумуляторная батарея имела заряд и разряд каждой функции равновесия мономеров и защиты.

В-четвертых, классификация электрического велосипеда с литиевыми батареями

Электровелосипед с литиевыми батареями можно условно разделить на три широкие категории: литиевые марганцево-кислотные батареи, батареи из трехкомпонентного материала и литий-железо-фосфатные батареи

Литиевая батарея марганцевой кислоты: решите проблему высоких температур литиевой батареи марганцевой кислоты, материала катода батареи, батарея должна быть изменена конструкция конструкции и формула электролита. В Японии и Южной Корее ИСПОЛЬЗУЕТ модифицированную литий-марганцевую кислоту, модифицированную литиевую марганцево-кислотную батарею, через неделю после 65 ℃ емкость хранения упала только до 99%.

Батарея из тройного материала: тройной материал из кобальта, никеля и марганца в качестве анодного материала литиевой батареи, он преодолевает недостатки, связанные с худшими характеристиками высокой температуры литий-марганцевой кислоты, и улучшает удельную энергию батареи.

Литий-железо-фосфатные батареи: с 2002 года Соединенные Штаты и Канада начали разработку литий-железо-фосфатных батарей, это стало новым видом большой перспективы развития литий-ионных батарей силового типа. Длительный срок службы, цикл заряда и разряда 1 c при комнатной температуре до 2000 раз.

Достоинства литий-железо-фосфатных батарей: высокая безопасность. Более сильная сила связывания, структура корня фосфорной кислоты химическая стабильность хорошая; Защита окружающей среды и не содержит тяжелых металлов; Нетоксичен (через сертификацию SGS), без загрязнения; Быстрая зарядка, литий-железо-фосфатные батареи могут иметь большой ток 5 ~ 10 c, быстрая зарядка и разрядка; Большой ток разряда хорош; Может быть 10 ~ 50 c большой текущий разряд высокой мощности.

Недостатки литиево-железо-фосфатных батарей: низкотемпературные характеристики уступают марганцево-кислотным литиевым и другим материалам положительного электрода. Напряжение литиево-железо-фосфатного мономерного аккумулятора составляет 3,2 В. Для аккумуляторного блока 36 В. требуется 12 последовательных элементов. Срок службы батареи мономера лития-фосфата железа составляет более 2000 раз, но срок службы аккумуляторной батареи может быть только 500 раз.

В-пятых, преимущества и недостатки электрического велосипеда с литиевой батареей

(а) преимущества электрического велосипеда с литиевыми батареями

Мощность литиевой батареи, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов, в два раза больше, в настоящее время используется свинцово-кислотная батарея для зарядки электрического велосипеда на расстоянии 50 ~ 70 км, использование литиевой батареи того же веса может проехать 100 ~ 100 км, она также имеет большое количество зарядок Существующие проблемы: цена выше, в 6 раз для свинцово-кислотных аккумуляторов, каждая машина стоит 1800 ~ 2000 долларов США. Кроме того, существующие спецификации применимы к мобильным телефонам малого типа, ноутбукам, необходимо разработать более крупные модели. более 10 ач, этот вид батареи в настоящее время используется только для роскошного велосипеда или электрического мотоцикла, но его потенциал снижения цен больше, передний план очень хорош.

Электровелосипед с литиевой батареей имеет преимущество в длительном сроке службы, легком весе и небольшом объеме. Есть небольшой электрический велосипед с литиевой батареей, весит всего около 16 килограммов, батарея размером с книгу, всего 2,5 кг, может носить с собой сумку, также может использоваться для подзарядки моего компьютера, а также свинцово-кислотная батарея в лошадиных силах. вес аккумулятора около 15 кг. Однако цена на электроэнергию дороже, более чем на 2800 юаней. «Этот автомобиль на рынке только неделю, цена выше, но продажи лучше, чем ожидалось, через неделю будет продано несколько автомобилей». Луюань ев чжан, директор по внедрению, этот вид автомобиля ИСПОЛЬЗУЕТ литиевую батарею, заряд может работать 30 км. Гигантский, брендовый магазин мостового камня также имеет электромобили с литиевой батареей. «Динамические свойства литиевой батареи, электрического велосипеда и свинцово-кислотной батареи, зарядки 6 ~ 8 часов, в зависимости от емкости аккумулятора может работать 30 ~ 45 километров, вес составляет всего около 1/5 свинцово-кислотного аккумулятора ». Гигант отдела продаж сказал, что самые большие преимущества электрического велосипеда с литиевой батареей - долгая жизнь, группа ячеек доступна 4 ~ 5 лет, а срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов всего 2 года.

(2) недостаток электрического велосипеда с литиевыми батареями

Недостатками литиевой батареи является высокая цена, доля рынка всего 4%. В настоящее время цена электрического велосипеда с литиевой батареей, как правило, выше, чем у электромобиля со свинцово-кислотной батареей, от нескольких сотен до одной тысячи юаней, поэтому продажи не большие. «Обе различаются на 800 юаней, если бы я мог рассмотреть только сотню юаней». Является ли выбрать и купить электрический велосипед М.С. Чжан, наконец, купил традиционные свинцово-кислотные электромобили.

Шесть, электрический велосипед с литий-ионным аккумулятором, проблемы и решения

Литий-ионные аккумуляторы, используемые в электровелосипедах, не так давно, их технология не достигла высокого уровня, поэтому существует много технических проблем, в определенной степени ограничивающих развитие индустрии литиевых аккумуляторов для электровелосипедов.

В настоящее время электрический велосипед с литий-ионными батареями должен решить проблему, в основном используется в процессе проблем безопасности, как решить проблемы безопасности, чтобы стать одним из электрических велосипедов с литий-ионными батареями в будущей тенденции, здесь мы делаем краткое введение о том, как решить эту проблему.

(а) завышенная плата

Нормальный литий-ионный аккумулятор надо заряжать высшим 4,2 в, литиево-железные аккумуляторы исходя из верхней и нижней границ минус 0,5 вольта делают, зарядка выше 4,3 в для заливки. Чтобы решить эту проблему, необходимо точно измерить значение напряжения: научный способ зарядки, полный, но заряженный; Разумная настройка: одна секция в качестве напряжения защиты от перезарядки, например: 4,2 В +/- 0,05 В, убедитесь, что нет перезаряда и взрыва.

(2) разряд

Минимальная разрядка литиевой батареи 3,2 В, разрядка менее 3 В для положенного, точного измерения мощности Истинное значение: используйте научный и безопасный способ разряда, но положите его; Разумная настройка: на одну секцию поставьте напряжение защиты, например: 3,20 В +/- 0,05 В, убедитесь, что нет разряда и взрыва.

(3) обнаружение температуры батареи

Слишком высокая температура литиевой батареи может вызвать взрыв, поэтому необходимо контролировать температуру батареи для каждого сеанса, чтобы убедиться, что не произойдет взрыва из-за слишком высокой температуры батареи.

(4) защита от перегрузки по току

Литий-ионные аккумуляторы имеют номинальный ток, не допускают тока больше номинального, иначе сгорит аккумулятор. Следовательно, нам необходимо точное измерение и контроль тока заряда и разряда, а также принять эффективные меры быстрой защиты от перегрузки по току, когда ток превышает установленное время, чтобы избежать аварии, связанной с коротким замыканием, обратным подключением и т. Д.

(5) равновесие

Отклонение напряжения мономера литий-ионной батареи, если не сбалансированное управление, с увеличением цикла зарядки и разрядки, постепенное дифференцирование напряжения каждого мономерного аккумулятора значительно сократит срок службы. Когда в группе литий-ионных аккумуляторов заряжаются и разряжаются, учитывая несоответствия, каждый мономерный аккумулятор может быть сбалансирован мерами для обеспечения безопасности и стабильности.

Примеры литиевых аккумуляторов широко используются в системах накопления энергии, источниках бесперебойного питания почтовой и телекоммуникационной связи, а также в электроинструментах, электрических велосипедах, электрических мотоциклах, электромобилях, военном оборудовании, аэрокосмической и других областях.

Применение в области литий-ионных батарей в электрическом велосипеде, хотя еще не достигло зрелой степени, но хорошие перспективы развития, а также литий-ионные батареи в электрических велосипедных продуктах демонстрируют отличные характеристики, что делает литиевый электрический велосипед относительно быстрое развитие.

Кроме того, в настоящее время разработка литий-ионных аккумуляторов большой емкости начала испытания в электромобилях, ожидается, что они станут одним из основных источников энергии в 21-м веке, электромобилем, и будут в аспекте спутниковой, аэрокосмической техники. и приложения для хранения энергии.

Из-за нехватки энергии и давления на окружающую среду в мире литиевое электричество теперь широко используется в индустрии электромобилей, особенно появление литий-железо-фосфатных батарей, способствовало прогрессу и прорыву в технологии производства литиевых батарей.

Страница содержит содержимое машинного перевода.