Как работает литий-ионный аккумулятор?

Возможно, вы заметили, что почти все портативные электронные устройства в мире сегодня используют литий-ионные аккумуляторы. Эта технология стала настолько популярной и мощной, что мир, кажется, полностью полагается на нее. От ноутбуков и сотовых телефонов до гибридных и электрических автомобилей — эта технология еще не коснулась ничего.

Устройство, которое вы сейчас используете для чтения этого поста, вероятно, питается от литий-ионной батареи. Но знаете ли вы, как сделана ваша батарея и как она работает? С такими знаниями вы можете получить гораздо больше от своих батарей.

Если да, хорошо для вас, но если нет, вы пришли в нужное место. Мы подробно обсудим, как изготавливаются литий-ионные аккумуляторы и их химический состав.

Как производятся литий-ионные батареи?

Технология литий-ионных аккумуляторов стала чрезвычайно популярной. И дело не только в том, что батареи невероятно мощные, но и в том, что их проще изготовить и они служат дольше.

Чтобы понять, как они сделаны, нам нужно начать с основ. Каков состав этих аккумуляторов?

Основы

Литий-ионная, литий-ионная или LIB-батарея — это батарея, в которой ионы лития используются для переноса электронов с одного конца на другой, генерируя напряжение. На сегодняшний день они считаются одними из самых энергоемких и долговечных аккумуляторов в мире. Они используются в широком спектре приложений, как упоминалось выше, для обеспечения большой энергии для различных нужд.

Как они сделаны?

LIB сделаны с ионами лития, что является основным отличием от других аккумуляторных технологий. Это основная причина, по которой они обеспечивают лучшую производительность в целом. Вот разбивка того, как они сделаны:

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

Материалы

Первым и наиболее важным аспектом этих батарей являются их компоненты и материалы. Они имеют:

? Литиевые аккумуляторные батареи. Возможно, вы видели большие литиевые батареи в жилых автофургонах и подобных устройствах и, возможно, задавались вопросом, какие типы батарей они используют. Ну, они состоят из меньших ячеек, внутри которых вы найдете анод, катод и электролит. Каждая ячейка технически может работать сама по себе, но они связаны между собой для выработки необходимого напряжения.

?Электроны. Электроны движутся через электролит от анода к катоду. Анод изготавливается из окисляющегося металла, такого как графит и цинк, а катод обычно представляет собой оксид лития.

? Электроника и компоненты. Отдельные элементы не могут работать, если они не соединены идеально, чтобы создать более крупный и мощный аккумулятор. Провода — это клеммы, используемые для обеспечения их эффективной работы. Ячейки соединены таким образом, что обеспечивает беспрепятственный поток электронов.

После установки этих компонентов включается система управления батареями (BMS). Это один из самых важных компонентов современных литий-ионных аккумуляторов, поскольку они сохраняют все в безопасности. Они следят за температурой, зарядкой, разрядкой и другими аспектами каждой отдельной ячейки.

Процесс создания

Теперь, когда вы понимаете компоненты, вам будет намного проще понять, как они связаны для создания целого пакета. Вот разбивка процесса.

Производство клеток. Анод и катод сначала изготавливаются отдельно на сборочной линии. Затем их сматывают вместе, а клеммы устанавливают как ячейку. Производитель добавляет вентиляционные отверстия и другие меры безопасности перед добавлением электролита. После закрытия корпуса аккумулятор заряжается и тестируется.

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

Сборка аккумуляторной батареи. Отдельные ячейки могут работать сами по себе, но их недостаточно для обеспечения желаемого напряжения для большинства приложений. И именно поэтому их необходимо соединить, чтобы создать аккумуляторную батарею большего размера. Этот процесс начинается с приварки элементов к пластинам как со стороны анода, так и со стороны катода, а затем они собираются в блоки. Затем каждый пакет отдельно тестируется и сопоставляется для получения желаемого результата. Наконец, пакеты помещаются в кейс и подключаются к BMS перед окончательным испытанием.

Разные производители могут использовать разные методы, но это общий способ изготовления этих батарей. Также большое значение имеет качество изготовления. Производители должны обеспечивать высочайшее качество своей продукции, чтобы избежать проблем, с которыми мы часто сталкивались в прошлом при использовании литий-ионных аккумуляторов.

Химия литий-ионных аккумуляторов

Литиевая батарея состоит из анода, катода, сепаратора, электролита и токосъемников. Токосъемники образуют отрицательный и положительный электроды. Электролит перемещает положительно заряженные ионы лития от анода к катоду и обратно через сепаратор.

Когда ионы лития движутся, они создают свободные электроны в аноде, создавая заряд на положительном коллекторе. Затем ток движется от токосъемника через нагрузку к отрицательному токосъемнику.

Сепаратор добавляется, чтобы блокировать поток электронов внутрь батареи. Передовая технология в этих батареях использует ионы лития в качестве основного компонента их электрохимии. Во время цикла разряда атомы внутри анода ионизируются и отделяются от своих электронов.

Литий-ионные аккумуляторы имеют относительно простой химический состав. Несмотря на то, что производственный процесс кажется немного сложным, он не усложняет аккумуляторы.

Включение BMS обеспечивает надлежащую работу и безопасность батарей. Это компьютеризированная система, которая следит за температурой, напряжением, производительностью и другими параметрами батареи для обеспечения максимальной эффективности.

Конструкция и работа литий-ионных аккумуляторов

Безопасность и эффективность являются одними из основных факторов, влияющих на производство и использование аккумуляторов. Для производителей крайне важно использовать высококачественные материалы и методы, которые делают их безопасными. Литий-ионные аккумуляторы обещают такую производительность.

Процесс сборки начинается с изготовления элементов, которые затем спаиваются перед сборкой в аккумуляторную батарею. В качестве электродов могут использоваться различные материалы, в том числе оксид лития-кобальта на катоде и графит на аноде.

Во время разряда анод выпускает ионы лития на катод, который генерирует поток электронов. Противоположное происходит, когда вы начинаете использовать свое устройство, поскольку электроны текут в другом направлении.

Таким образом, литий-ионные аккумуляторы в настоящее время являются самой мощной аккумуляторной технологией на рынке. Они предлагают широкий спектр приложений и невероятно сильны. Мы надеемся, что это руководство помогло вам лучше понять их и принять правильное решение о покупке и использовании.