Полимерная литиевая батарея VS литий-железо-фосфатная батарея

A, Обзор полимерной литиевой батареи

Полимерная литиевая батарея обычно относится к полимерно-литиево-ионным батареям.

В зависимости от материалов электролита, которые используются в литий-ионных батареях, литий-ионные батареи делятся на жидкие литий-ионные батареи (литий-ионные батареи, сокращенно LIB) и полимерные литий-ионные батареи (полимерные литий-ионные батареи, для PLB) или пластиковые. литий-ионная батарея (пластиковые литий-ионные батареи, для PLB) .Используется в полимерных литий-ионных батареях, катодные материалы и жидкий ион лития одинаковые, анодные материалы делятся на литий-кобальтовую кислоту, литий-марганцевую кислоту, тройной материал и литий-железо. фосфатный материал, отрицательный чрезвычайно графитовый, принцип работы аккумулятора почти такой же. Их главное отличие состоит в том, что различные электролиты, жидкие литий-ионные батареи с использованием жидкого электролита, полимерные литий-ионные батареи с твердым полимерным электролитом в качестве заменителя, полимер может быть «сухим», также может быть «коллоидным», в настоящее время большая часть полимерный гелевый электролит.

Категории полимерных литиевых батарей:

Твердый:

Твердый полимерный электролит литий-ионный аккумулятор, электролит для полимера со смесью солей, аккумулятор ионная проводимость при комнатной температуре высока, может использоваться при комнатной температуре.

Гель:

Гель-полимерный электролит для литий-ионных аккумуляторов находится в твердом полимерном электролите с добавлением пластификатора и других добавок, таким образом улучшающих ионную проводимость, аккумулятор можно использовать при комнатной температуре.

Полимер:

При использовании твердого электролита вместо жидкого электролита, по сравнению с жидкими ионно-литиевыми батареями, полимерная литий-ионная батарея может иметь тонкую форму, может быть изменена любая область произвольной формы и т. Д., Поэтому можно использовать корпус батареи для производства композитной мембраны lu: su, который может улучшить удельную емкость аккумулятора; Полимерный литий-ионный аккумулятор также может быть использован полимер в качестве материала анода, его качество, чем энергия, будет более чем на 20% выше, чем у жидких литий-ионных аккумуляторов. Полимерный литий-ионный аккумулятор (Polymer Lithium - Ion Battery) имеет характеристики миниатюризации, тонкий, легкий. Таким образом, количество полимерных аккумуляторов на рынке будет постепенно увеличиваться.

Принцип действия полимерно-литиевой батареи:

Литий-ионный аккумулятор состоит из жидких литий-ионных аккумуляторов (LIB) и полимерных литий-ионных аккумуляторов (PLB). Среди них жидкие литий-ионные аккумуляторы относятся к литий-ионным соединениям для положительных и отрицательных вторичных аккумуляторов. Анод с литиевым соединением LiCoO2, LiNiO2 или LiMn2O4, угольный анод с межслойными соединениями лития и LixC6, типичная аккумуляторная система для:

Принцип работы и жидкий литий-полимерный литий-ионный аккумулятор такой же, основное отличие состоит в том, что электролит отличается от жидкого лития. Основная структура аккумуляторной батареи состоит из трех элементов: положительного и отрицательного электролита. Так называемый полимерный литий-ионный аккумулятор имеет три основных конструкции, по меньшей мере, при одном или более чем одном использовании полимерных материалов в качестве основной аккумуляторной системы. Но в современных разработках систем полимерных литий-ионных батарей полимерные материалы в основном используются в качестве анода и электролита. Анодные материалы включают проводящие полимерные или литий-ионные батареи, обычно используемые в неорганических соединениях, используют твердый электролит или коллоидные полимерные электролиты, или органический электролит, литий-ионные технологии, обычно используемые жидкий или гелевый электролит, поэтому необходимо разместить горючие твердые вторичные упаковки, активный ингредиент, это увеличивает вес, а также ограничивает гибкость.

Новое поколение полимерных литий-ионных батарей по форме может быть изменено тонкой формы (батарея ATL может достигать 0,5 мм, самая тонкая фаза по толщине карты) и произвольной формы, произвольной площади, что значительно улучшает гибкость конструкции батареи, которая может удовлетворить потребности продукта, сделать его любой формы и емкости аккумулятора, для оборудования на блоке питания. Разработчики решения обеспечивают некоторую гибкость конструкции и адаптируемость, чтобы максимально оптимизировать производительность продукта. В то же время, энергия полимерных литий-ионных аккумуляторов на 20% больше, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов, их емкость и экологические характеристики литий-ионных аккумуляторов, есть некоторые улучшения.

Преимущества и недостатки литий-полимерных аккумуляторов:

Преимущества:

1. Рабочее напряжение отдельных элементов от 3,6 до 3,8 В намного выше, чем напряжение никель-металлогидридных и никель-кадмиевых аккумуляторов, равное 1,2 В.

2. Плотность большой емкости, объемная плотность составляет 1,5 ~ 2,5 времени работы от никель-металлгидридных или никель-кадмиевых аккумуляторов или даже выше.

3. Небольшой саморазряд, размещенный в течение длительного времени после потери емкости, очень мал.

4. Длительный срок службы, нормальное использование, его цикл жизни может достигать более 500 раз.

5. Нет эффекта памяти, не разряжается аккумулятор перед зарядкой, прост в использовании.

6. Хорошие показатели безопасности.

Литий-ионный полимерный аккумулятор с алюминиевой композитной гибкой упаковкой в структуре, отличной от жидкометаллического корпуса аккумуляторов, в случае возникновения угрозы безопасности, жидкие аккумуляторы легко взрываются, газовый барабан и полимерные аккумуляторы будут только в лучшем случае.

7. Толщина малая, можно сделать более тонким

Ультратонкие батареи можно собрать в кредитную карту. Обычное жидкое литиевое электричество использует нестандартную оболочку, после заглушки из катодных материалов, метод толщиной 3,6 мм, следующие технические узкие места, полимерные батареи, нет этой проблемы, толщина может быть ниже 1 мм, может удовлетворить потребность в токе мобильное направление.

8. Легкий вес.

Используйте аккумулятор с полимерным электролитом без металлической оболочки в качестве защитной внешней упаковки. Характеристики веса полимерной батареи стального корпуса равной емкости литиевого электрического света 40%, света батареи алюминия 20%.

Большая вместимость - 9.

Полимерная батарея такого же размера, как и емкость батареи со стальным корпусом, на 10-15% больше, чем высокая алюминиевая батарея на 5 ~ 10%, будет первым выбором мобильных телефонов с цветным экраном и MMS, теперь на рынке новый цвет и телефоны MMS в основном используются полимерные батареи.

10. Малое сопротивление.

Внутреннее сопротивление полимерных батарей меньше, чем у жидкостных батарей, текущее внутреннее внутреннее сопротивление полимерных батарей может даже ниже 35 мОм, значительно снизилось энергопотребление батареи, увеличилось время ожидания мобильного телефона, можно достичь международного уровня. . Поддержка литий-ионных полимерных аккумуляторов с большим током разряда, идеальный выбор модели дистанционного управления, становится наиболее перспективной альтернативой никель-металлгидридным батареям.

11. Форма может быть изменена

Производители не должны ограничиваться стандартной формой, они могут изготавливать соответствующие экономичные размеры. Полимерный аккумулятор может увеличивать или уменьшать толщину аккумуляторов в соответствии с требованиями заказчика, разработка новых моделей аккумуляторов, низкая цена, короткий цикл открытой формы, некоторые даже могут быть адаптированы в соответствии с формой мобильного телефона, чтобы в полной мере использовать пространство корпуса аккумулятора, улучшите емкость аккумулятора.

12. Разрядные характеристики

Полимерный аккумулятор, использующий гелевый электролит, по сравнению с жидким электролитом, коллоидный электролит с плавными характеристиками разряда и более высокой платформой разряда.

13. Простая конструкция защитной доски.

Из-за использования полимерных материалов, батарей, отсутствия огня и взрыва батареи сами по себе обладают достаточной безопасностью, поэтому при проектировании схемы защиты полимерной батареи можно предусмотреть отсутствие PTC и предохранителя, что позволяет сэкономить на стоимости батареи.

Недостатки:

1. Стоимость высока, трудности очистки системы электролита аккумулятора.

2. Необходимость защиты линии управления, перезарядки или разрядки приведет к обратимому разрушению внутренней части химической батареи, что серьезно повлияет на срок ее службы.

Во-вторых, обзор литий-железо-фосфатных батарей.

Литий-железо-фосфатные батареи относятся к использованию литий-фосфата железа в качестве анодного материала литий-ионных аккумуляторов. Анодные материалы литий-ионных аккумуляторов в основном содержат литий-кобальтовую кислоту, литий-марганцево-литиевую кислоту, никель, тройной материал, литий-железо-фосфат и т. Д. Кобальто-кислотный литий в настоящее время является большей частью катодного материала литий-ионной аккумуляторной батареи.

Литий-железо-фосфатная батарея пространственная структура:

Для катодного материала LiFePO4 и его относительно широких источников сырья длительный срок службы, высокий индекс безопасности, меньшее загрязнение окружающей среды, в многочисленных материалах положительного электрода отражается очень высокая комплексная производительность, всегда была горячей точкой подготовки литий-ионный аккумулятор анодный материал, в последние годы при разработке катодного материала типа LiFePO4 достиг практического уровня, и даже началось официальное коммерческое применение LiFePO4 - это оливиновая структура, пространственная структура, как показано на рисунке 1, теоретическая удельная емкость составляет 170 мАч, когда литий-ионный аккумулятор перезаряжается, происходит реакция окисления, ион лития высвобождается между уровнями FeO6, течет в электролит, наконец, достигает катода, внешняя цепь, электроника одновременно прибыла на катод, железо может быть из железа ион железа до ионов трехвалентного железа, реакция окисления. В отличие от процесса зарядки, процесс разряда является реакцией восстановления.

Литий-железо-фосфатные батареи Принцип работы:

Литий-железо-фосфатные батареи относятся к использованию литий-фосфата железа в качестве анодного материала литий-ионных аккумуляторов. Материалы анода литий-ионных аккумуляторов в основном состоят из литий-кобальтовой кислоты, лития-марганцево-литиевой кислоты, никеля, трехкомпонентного материала, фосфата лития-железа и т. Д. Кобальто-кислотный литий в настоящее время является большей частью катодного материала литий-ионных аккумуляторов.

имея в виду

Рынок торговли металлами, кобальт (Co) является самым дорогим, а емкость хранилищ невелика, никель (Ni), марганец (Mn) дешевле и больше железа (Fe). Цена на анодные материалы соответствует ценам на рынке этих металлов. Поэтому использование катодного материала LiFePO4 в литий-ионных батареях должно быть довольно дешевым. Еще одна его особенность - защита окружающей среды от загрязнения окружающей среды.

Требования к перезаряжаемым батареям: высокая емкость, высокое выходное напряжение, хорошая производительность цикла зарядки и разрядки, стабильное выходное напряжение, большой ток заряда и разряда, электрохимическая стабильность, безопасность (отсутствие зарядки, разрядки и короткого замыкания, вызванного неправильная эксплуатация, такая как возгорание или взрыв), широкий диапазон рабочих температур, нетоксичность или меньше ядовитости, отсутствие загрязнения окружающей среды. Использование LiFePO4 в качестве анода для литий-железо-фосфатных батарей соответствует этим требованиям к характеристикам, особенно при большой скорости разряда (разряд 5 ~ 10 c), стабильном напряжении разряда, безопасности, отсутствии горения, взрыва и сроке службы (циклы) на Экологически чистый, лучший, в настоящее время лучший аккумулятор с большой выходной мощностью.

Устройство и принцип работы

LiFePO4 в качестве положительного полюса батареи, соединенного с положительным электродом батареи алюминиевой фольгой и полимером, находится между диафрагмой, которая разделяет положительный и отрицательный, но литий-ионный Li и электронный e - не могут пройти, правый состоит из углерода (графит ) катод батареи, медная фольга и отрицательное соединение батареи. Между верхней и нижней стороной находится аккумуляторная батарея с электролитом, аккумуляторная батарея в герметичной металлической упаковке.

Аккумулятор LiFePO4 при зарядке, анод литий-ионного Li полимерной мембраной на миграцию катода; В процессе разряда катод литий-ионного Li через диафрагму на положительный перенос. Литий-ионный аккумулятор возник из-за миграции литий-ионного аккумулятора и назван в честь движения вперед и назад во время зарядки и разрядки.

LiFePO4 внутренняя структура

Главный спектакль

Номинальное напряжение батареи LiFePO4 составляет 3,2 В, напряжение прекращения зарядки составляет 3,6 В, а напряжение завершения составляет 2,0 В. Поскольку различные производители используют материалы положительных и отрицательных электродов, а качество материала электролита и процесс различаются, его характеристики будут немного отличаться. Например, у одинаковых моделей (такая же упаковка стандартного элемента) разница в емкости аккумулятора больше (10% ~ 20%).

Здесь, чтобы объяснить, что разные заводские литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи в различных параметрах производительности будут иметь некоторую разницу; Кроме того, некоторые характеристики аккумулятора не учитывались, например, внутреннее сопротивление аккумулятора, скорость саморазряда, температура заряда и разряда и т. Д.

Литий-железо-фосфатная батарея питания имеет большую разницу, ее можно разделить на три категории: малый ноль от нескольких до нескольких мАч, средний от нескольких десятков мАч, большие сотни мАч. Одни и те же параметры у разных типов аккумуляторов также имеют некоторые отличия.

Проверка на перегрузку до нулевого напряжения:

Испытание разрядки аккумуляторной батареи до нулевого напряжения с использованием литиево-фосфатного аккумулятора STL18650 (1100 мАч). Условия испытаний: 0,5 C зарядка будет заполнена батареями STL18650 1100 мАч, а затем используется разрядка 1,0 C, чтобы разрядить батарею с напряжением 0 C. Затем до 0 В батарея делится на две группы: группа на семь дней, другая группа 30 дней; Депозит созревает со скоростью заряда 0,5 C, а затем используйте разряд 1,0 C. Наконец, сравнивая два периода хранения нулевого напряжения разница между ними.

Результат теста, аккумулятор нулевого напряжения в течение семи дней без утечки, хорошая производительность, емкость 100%; В течение 30 дней, без утечки, производительность хорошая, емкость 98%; В течение 30 дней после батареи, чтобы сделать 3 цикла зарядки и разрядки, емкость и до 100%.

Этот тест показывает, что литий-железо-фосфатная батарея разряда даже заметна (или даже до 0 В), и отложить определенное время, утечка батареи, повреждение. Это другие виды литий-ионных аккумуляторов не имеют никаких особенностей.

Три, полимерная литиевая батарея и литий-железо-фосфатные батареи

Литий-полимерный аккумулятор (Li - полимерный) представляет собой ионно-литиевый аккумулятор с полимерным электролитом, заменяющий традиционный органический жидкий электролит. Полимерный электролит, который может использоваться в качестве среды передачи ионов и может использоваться в качестве изолирующей мембраны, плюс и реакционная способность металлического лития чрезвычайно низкая, что позволяет эффективно избежать явления легкого сгорания и утечки литий-ионной батареи. И поскольку литий-ионный полимерный аккумулятор представляет собой адсорбцию органического жидкого электролита на полимерной матрице, называемого коллоидным электролитом, электролит не является ни свободным, ни твердым электролитом, электролитом, чтобы сделать сын литий-полимерного аккумулятора не только отличным по производительности. Жидкая литий-ионная батарея, также может быть изготовлена любой формы и размера, ультратонких изделий, что делает ее применимость широкой и имеет хорошие перспективы для развития. Дополнительная безопасность лучше, чем литий-ионная батарея, использование ее при лихорадке приведет только к вздутию живота или без горящего взрыва.

Литий-железо-фосфатная батарея относится к использованию литий-фосфата железа в качестве анодного материала литий-ионной батареи. Длительный срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов - около 300, самый высокий - 500 раз для литий-железо-фосфатных аккумуляторов, литий-железо-фосфатных аккумуляторов, срок службы более 2000 раз, стандартная скорость зарядки (5 часов) для использования, может достичь 2000 раз. С качеством свинцово-кислотных аккумуляторов «новый полгода, полгода, техническое обслуживание, техническое обслуживание и полгода», самое большее 1-1,5 года, в то время как при тех же условиях с использованием литий-железо-фосфатного аккумулятора достигнет 7 ~ 8 лет. При всестороннем рассмотрении соотношение цены и качества свинцово-кислотных аккумуляторов более чем в четыре раза.

Кроме того, полимерная литиевая батарея (3,7 В) имеет легкий вес, а напряжение выше, чем у литий-фосфата железа (3,2 В). Коэффициент стойкости к высоким температурам ниже, чем у фосфата лития-железа.

Страница содержит содержимое машинного перевода.