22 лет персонализации аккумуляторов
Jul 11, 2023 Вид страницы：245
Батареи были частью нашей жизни более 100 лет. Они использовались в различных приложениях, от простого научного калькулятора до электромобилей, роботов и спутников. За прошедшие годы были изготовлены различные типы батарей для улучшения их характеристик.
В настоящее время литий-ионные батареи используются чаще из-за их высокой плотности энергии, высокой энергоэффективности и длительного срока службы.
В этой работе представлено краткое изложение соответствующих аспектов литий-ионных аккумуляторов. Разработанная статья знакомит с терминологией, относящейся к миру аккумуляторов. Кроме того, в нем изучаются характеристики и инструменты, которые делают литий-ионные аккумуляторы одними из самых используемых на сегодняшний день.
Ниже приведены общие классификации литий-ионных аккумуляторов:
-Оксид марганца лития
-литий-железо-фосфат (LFP)
-литий-никель-марганцево-кобальтовый оксид (NMC)
-литий-никель-кобальт-оксид алюминия
-титанат лития
-литий-никель-марганцево-кобальтовый оксид (NMC)
Литий-железо-фосфатная литий-ионная батарея:
Хотя все батареи работают одинаково, существуют огромные различия в химических компонентах, которые они используют для выработки электрического тока.
Как правило, наиболее распространены такие элементы, как литий, никель или марганец. Но в последнее время использование альтернатив, таких как фосфаты железа, набирает обороты. Сегодня мы поговорим об аккумуляторах LFP.
Отличия от традиционных батарей:
Батарея LFP и обычная литий-кобальтовая батарея имеют одинаковый принцип работы. Однако в последнем катод полностью выполнен из сплава лития и кобальта (LiCoO?). Этот сплав более эффективен при выработке энергии, но у него есть два основных недостатка.
Во-первых, это высокая стоимость материалов, особенно лития, стоимость которого выросла в среднем на 437% в 2021 году. С другой стороны, железо и фосфаты намного дешевле, потому что их больше.
Точно так же сочетание лития и кобальта очень токсично для живых существ и окружающей среды, что затрудняет переработку этих батарей. С другой стороны, пирофосфаты совершенно безвредны.
Батарея LFP (литий-железо-фосфат) представляет собой вариант обычной литиевой батареи, в которой этот материал в основном заменен листами фосфатов железа. Эти листы сосредоточены на положительном полюсе или катоде.
Напротив, набор углеродных кристаллов образует отрицательный полюс или анод, среди которых мы находим мелкие частицы лития. Погружаясь в электролитную жидкость, эти частицы приобретают электрический заряд, покидая кристаллы углерода и перемещаясь к катоду.
В этом процессе генерируется электрический ток, который истощается, когда весь литий размещается и разряжается в катоде (в данном случае между листами фосфата железа). Когда это происходит, можно ввести электричество извне для подзарядки батареи, и частицы вернутся на свое место на аноде.
Преимущества и недостатки технологии LFP
С точки зрения промышленности, большим преимуществом аккумуляторов LFP является их низкая стоимость производства из-за дешевизны их сырья по сравнению с другими заменителями лития, такими как никель, марганец или алюминий.
Но настоящим ключом к этой технологии является ее химическая стабильность, которая приводит к очень незначительной деградации в долгосрочной перспективе. Например, после 3000 циклов зарядки и разрядки батарея LFP по-прежнему имеет 80% своего номинального заряда.
Точно так же эта химическая стабильность также является термической. Аккумуляторы LFP гораздо менее чувствительны к высоким температурам. Это качество снижает вероятность возникновения проблем с перегревом или даже пожара или взрыва ячеек.
Литий-ионный аккумулятор с оксидом кобальта Power:
Литий-ионные аккумуляторы необходимы для современных технологий, питая мобильные телефоны, ноутбуки, медицинские приборы и даже электромобили.
Производители часто используют в этих батареях карбонат лития или гидроксид лития вместо металлического лития. Хотя литий является ключевым компонентом литиевых батарей, они также включают в себя другие металлы, такие как кобальт, графит и никель.
Также известные как литий-кобальтовые или литий-кобальт-ионные батареи, литий-кобальт-оксидные батареи изготавливаются из карбоната лития-кобальта. Из-за их очень высокой удельной энергии эти батареи используются для мобильных телефонов, портативных компьютеров и электронных камер. Они имеют катод из оксида кобальта и используют угольный графит в качестве материала анода. Во время разряда ионы лития перемещаются от одного анода к другому, меняя направление потока во время зарядки батареи.
Этот тип батарей имеет некоторые недостатки, в том числе относительно небольшой срок службы и ограниченную удельную мощность. Эти батареи не так безопасны, как другие типы. Тем не менее, их особенности делают их популярным выбором для сотовых телефонов и других портативных электронных устройств.
Тройная литий-ионная батарея питания:
Основной технологией новых транспортных средств энергии является батарея, которая обеспечивает питание. Срок службы батареи и скорость зарядки являются узкими местами в развитии аккумуляторных технологий. После более чем 30 лет разработки большая часть энергии для электромобилей поступает от различных литиевых аккумуляторов. Всегда, но литиевая батарея еще не полностью созрела, и она все еще находится в постоянном поиске.
В настоящее время типы литиевых батарей включают манганат лития, фосфат лития-железа, титанат лития, кобальт-литий и тройные материалы. Батареи на основе манганата лития, титаната лития и оксида лития-кобальта становятся все более дорогими из-за энергоэффективности и исключительной стоимости металлов. Это стало нишевым вариантом, в то время как литий-железо-фосфатные и литиевые тройные батареи стали более широко использоваться.
Тройная литиевая батарея называется «батареей из тройного материала», что обычно относится к литиевой батарее, в которой используется тройной катодный материал никель-кобальт-манганат или никель-кобальт-литий (NCA). Соль, соль кобальта и соль марганца регулируются по-разному в зависимости от соотношения трех разных компонентов, поэтому она называется «тройной» и содержит много разных типов батарей.
В отличие от формы, его можно разделить на батареи с мягким корпусом, цилиндрические батареи и квадратные батареи с твердой оболочкой. Его номинальное напряжение может достигать 3,6-3,8 В, высокая плотность мощности, высоковольтная платформа, высокая плотность шунтирования, большая дальность плавания, большая выходная мощность и плохая стабильность при высоких температурах, но отличные низкотемпературные характеристики и высокая стоимость.
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
