Mae batri lithiwm yn fath newydd o fatri ynni uchel a ddatblygwyd yn llwyddiannus yn yr 20fed ganrif . Gellir ei ddeall fel batri sy'n cynnwys lithiwm (gan gynnwys lithiwm metel, aloi lithiwm, ïon lithiwm, polymer lithiwm) {{} metwon (nawr gellir ei rannu'n llydan yn cael ei ddefnyddio) . oherwydd ei fanteision fel egni penodol uchel, foltedd batri uchel, ystod tymheredd gweithredu eang, a bywyd storio hir, fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn offer trydanol bach milwrol a sifil, megis ffonau symudol, cyfrifiaduron cludadwy, camcorders, camerâu, camerâu, ac mae {}}}, ac yn cael eu disodli.
01 Tarddiad a Datblygiad Batris Lithiwm-Ion
Yn y 1970au, defnyddiodd M . s . Whittingham o Exxon Titaniwm Sylffid fel y deunydd electrod positif a'r lithiwm metel fel y deunydd electrod negyddol i wneud y batri lithiwm cyntaf {.
Yn 1980, darganfu J . Goodenough y gellir defnyddio lithiwm cobalt ocsid fel deunydd electrod positif batris lithiwm-ion .
Yn 1982, r {. r {. Agarwal a J . r . Selman o Sefydliad Technoleg Illinois darganfu ïonau lithiwm bod gan ïonau lithiwm yr eiddo o gael eu hymgorffori mewn graphite}}}}} a pharthed y gellir Wedi'u gwneud o lithiwm metelaidd mae wedi denu llawer o sylw, felly mae pobl wedi ceisio defnyddio priodweddau ïonau lithiwm sydd wedi'u hymgorffori mewn graffit i wneud batris y gellir eu hailwefru . Cafodd yr electrod graffit lithiwm-ion y gellir ei ddefnyddio gyntaf ei dreialu yn llwyddiannus gan labordai cloch .}}
Yn 1983, m {. thackeray, j {. darganfu Goodenough ac eraill fod spinel manganîs yn ddeunydd electrod positif rhagorol gyda phris isel, sefydlogrwydd a dargludedd trydanol a lithiwm rhagorol {. Mae ganddo hyd yn oed tymheredd dadelfennu uchel a thymheredd. Mae cylched byr neu ordal yn digwydd, gall osgoi perygl hylosgi a ffrwydrad .
Yn 1989, darganfu a {. manthiram a j . Goodenough y bydd yr electrod positif sy'n defnyddio anionau polymerized yn cynhyrchu foltedd uwch .
Yn 1991, rhyddhaodd Sony y batri lithiwm-ion masnachol cyntaf . wedi hynny, chwyldroodd batris lithiwm-ion ymddangosiad electroneg defnyddwyr .
Ym 1996, darganfu Padhi a Goodenough fod ffosffadau â strwythurau olivine, fel ffosffad haearn lithiwm (LifePO4), yn well na deunyddiau electrod positif traddodiadol, ac felly maent wedi dod yn ddeunyddiau electrod positif prif ffrwd cyfredol {{2}
Nelwedd
Mae batris lithiwm-ion (batris li-ion) yn cael eu datblygu o fatris lithiwm . Felly cyn cyflwyno li-ion, gadewch i ni gyflwyno batris lithiwm yn gyntaf . Er enghraifft, mae batwyr botwm yn perthyn i fatiau lithiwm {5} 5} clorid, a'r electrod negyddol yw lithiwm . Ar ôl i'r batri gael ei ymgynnull, mae foltedd i'r batri ac nid oes angen ei wefru . Gellir gwefru'r math hwn o fatri hefyd, ond nid yw'r perfformiad cylch yn dda . yn hawdd ei ddefnyddio, yn ôl y cylchrediad, ac yn hawdd ei ddefnyddio, yn cael amgylchiadau, gwaharddir y math hwn o fatri rhag cael ei wefru .
Yn ddiweddarach, dyfeisiodd Sony Corporation o Japan fatri lithiwm gyda deunydd carbon fel yr electrod negyddol a'r cyfansoddion sy'n cynnwys lithiwm fel yr electrod positif . yn ystod y broses gwefru a rhyddhau, nid oes lithiwm metelaidd, dim ond ïonau lithiwm {}}}} hwn yw hwn
Yn gynnar yn y 1990au, llwyddodd Sony Energy Development Company o Japan a Moli Energy Company yng Nghanada yn y drefn honno i ddatblygu math newydd o fatri lithiwm-ion, sydd nid yn unig â pherfformiad da ond sydd hefyd yn gyfeillgar i'r amgylchedd . gyda datblygiad cyflym technoleg gwybodaeth, peiriannau llaw yn dod yn berthnasol, ac mae gan y galw am y galw am y galw am y galw am y galw am y galw am y galw am Meysydd sy'n tyfu gyflymaf .
02 Strwythur ac Egwyddor Batris Lithiwm-Ion
(1) Prif gydrannau batris lithiwm-ion:
① Electrode positif - Mae deunyddiau gweithredol yn cyfeirio'n bennaf at lithiwm cobalt ocsid, lithiwm manganîs ocsid, ffosffad haearn lithiwm, lithiwm nicel ocsid, ocsid manganîs cobalt nicel, ac ati . Mae'r casglwr cerrynt dargludol yn gyffredinol yn defnyddio ffoi aluminwm;
② Diaphragm - Ffilm blastig arbennig sy'n caniatáu i ïonau lithiwm basio trwodd, ond sy'n ynysydd ar gyfer electronau . Ar hyn o bryd, mae dau fath yn bennaf: pe a pp a'u cyfuniadau . Mae yna hefyd fath o ddiaphra solid anorganig, fel alumina solid, fel Diaphragma solid, fel Diaphragm
③ Electrode Negyddol - Mae'r deunydd gweithredol yn cyfeirio'n bennaf at graffit, titanate lithiwm, neu ddeunyddiau carbon gyda strwythur tebyg i graffit . Mae'r casglwr cerrynt dargludol yn gyffredinol yn defnyddio ffoil copr gyda thrwch o 7-15 micron;
④ Electrolyte - yn gyffredinol system organig, fel toddyddion carbonad wedi'u toddi â hecsafluoroffosffad lithiwm, ac mae rhai batris polymer yn defnyddio electrolytau gel;
⑤ Shell batri-wedi'i rannu'n bennaf yn gragen galed (cragen ddur, cragen alwminiwm, cragen haearn nicel-plated, ac ati .) a phecyn meddal (ffilm alwminiwm-blastig) .
Ddelweddwch
Pan wefrir y batri, mae ïonau lithiwm yn cael eu dad-osod o'r electrod positif a'u hymgorffori yn yr electrod negyddol, ac i'r gwrthwyneb yn ystod gollyngiad . Mae hyn yn gofyn am electrod mewn cyflwr wedi'i gyfryngu â lithiwm cyn ei ymgynnull yn fwy na 3v yn gyffredinol, yn gyffredinol, lithiwm i lithiwm, lithiwm yn gyffredinol, lithiwm yn gyffredinol, Dewisir aer fel yr electrod positif, fel licOO2, linio2, a limn2o 4.
Fel y deunydd electrod negyddol, dewisir cyfansoddion lithiwm-addawol sydd â photensial mor agos at y potensial lithiwm â phosibl, megis amrywiol ddeunyddiau carbon gan gynnwys graffit naturiol, graffit synthetig, ffibr carbon, spherulite mesophase, ac ati . ac ocsidau metel, gan gynnwys sno2, sno2, sno2, gan gynnwys sno2, gan gynnwys sno2, gan gynnwys sno2, gan gynnwys sno (x =0.4 ~ 0 . 6, y =0.6 ~ 0.4, z=(2+3 x +5 y)/2), ac ati.
Mae'r electrolyt yn mabwysiadu system toddyddion cymysg o garbonadau alcyl fel ethylen carbonad (EC), propylen carbonad (PC) a carbonad diethyl viscosity isel (DEC) o lipf 6.
Mae'r diaffram yn mabwysiadu pilenni microporous polyolefin fel AG, PP neu eu pilenni cyfansawdd, yn enwedig y diaffram tair haen PP/PE/PP, sydd nid yn unig â phwynt toddi isel, ond sydd hefyd â chryfder gwrthiant pwniad uchel, sy'n chwarae rôl yswiriant thermol .
Mae'r gragen wedi'i gwneud o ddur neu alwminiwm, ac mae gan y cynulliad gorchudd swyddogaeth pŵer-off ffrwydrad .
(2) Egwyddor Gweithio Sylfaenol
Pan godir y batri, mae ïonau lithiwm yn cael eu rhyddhau o'r cyfansoddyn sy'n cynnwys lithiwm yn yr electrod positif, ac mae'r ïonau lithiwm yn symud i'r electrod negyddol trwy'r electrolyt . Mae'r deunydd carbon yn yr electrod negyddol yn cael strwythur haenog gyda llawer o ficrope {} {} { Microporau o'r haen garbon . y mwyaf o ïonau lithiwm sydd wedi'u hymgorffori, yr uchaf yw'r capasiti gwefru .
Pan fydd y batri yn cael ei ollwng (hynny yw, y broses o ddefnyddio'r batri), mae'r ïonau lithiwm sydd wedi'u hymgorffori yn haen garbon yr electrod negyddol yn cael eu rhyddhau ac yn symud yn ôl i'r electrod positif . po fwyaf o ïonau lithiwm sy'n dychwelyd i'r trydan positif, yr uchaf y mae'r capasiti diswyddo fel arfer yn cyfeirio at y capasiti 1 fel arfer yn cyfeirio at y capasiti. capasiti .
During the charging and discharging process of lithium-ion batteries, lithium ions are in a state of movement from positive electrode → negative electrode → positive electrode. This is like a rocking chair, with the two ends of the rocking chair as the two poles of the battery, and lithium ions move back and forth at the two ends of the rocking chair. Therefore, Gelwir batris lithiwm-ion hefyd yn fatris cadair siglo .
Ddelweddwch
Ddelweddwch
Mecanwaith codi tâl a rhyddhau
Rhennir proses wefru batris lithiwm-ion yn ddau gam: cam gwefru cerrynt cyson a cherrynt foltedd cyson Cam gwefru gostyngol .
Bydd gor-godi a gollwng batris lithiwm-ion yn achosi niwed parhaol i'r electrodau positif a negyddol . Mae gorddistring yn achosi i strwythur dalen garbon yr electrod negyddol gwympo, a bydd y cwymp yn atal ïonau lithiwm rhag cael ei fewnosod yn ystod y gwefru; Mae gor -godi yn achosi i ormod o ïonau lithiwm gael eu hymgorffori yn strwythur carbon yr electrod negyddol, gan beri i rai o'r ïonau lithiwm gael eu rhyddhau mwyach .
Y dull codi tâl a gollwng gorau ar gyfer batris lithiwm-ion i gynnal perfformiad yw codi tâl bas a rhyddhau bas . Yn gyffredinol, mae 60% DoD yn 2 i 4 gwaith oes y beicio o dan 100% Amodau Adran Amddiffyn .
03 Prif ddangosyddion perfformiad batris lithiwm-ion
(1) Capasiti batri
Gellir rhannu gallu batri yn gapasiti graddedig a chynhwysedd gwirioneddol . Mae capasiti graddedig graddfa'r trydan y dylai'r batri ei ddarparu pan fydd yn cael ei ryddhau pan fydd yn cael ei ryddhau i'r foltedd terfynu ar gyfradd o 5H a gafwyd o dan 4 gradd amgylchynol} ac mae'r ail -raddfa yn ei wneud Yn cyfeirio at y swm gwirioneddol o drydan a ollyngir gan y batri o dan rai amodau rhyddhau, yr effeithir arno yn bennaf gan y gyfradd rhyddhau a'r tymheredd (a siarad mor llym, dylai capasiti'r batri nodi'r amodau gwefru a gollwng) .
Uned Capasiti: mah, ah (1ah =1000 mAh) .
(2) Gwrthiant mewnol batri
Mae gwrthiant mewnol batri yn cyfeirio at y gwrthiant y mae cerrynt yn ei wynebu yn llifo trwy'r batri pan fydd y batri yn gweithio . Mae'n cynnwys dwy ran: gwrthiant mewnol ohmig a polareiddio gwrthiant mewnol . Mae gwrthiant mewnol batri mawr yn arwain at wrthsefyll rhyddhad is a phagen. Mae ffactorau fel y deunydd batri, y broses weithgynhyrchu, a strwythur batri . gwrthiant mewnol batri yn baramedr pwysig ar gyfer mesur perfformiad batri .
(3) Foltedd
Mae foltedd cylched agored yn cyfeirio at y gwahaniaeth posibl rhwng electrodau positif a negyddol y batri pan nad yw'r batri yn gweithio, hynny yw, pan nad oes cerrynt yn llifo yn y gylched . yn gyffredinol, mae foltedd cylched agored batri lithiwm-ion oddeutu {4.1-4.2} ar ôl hynny, ac mae'n llawn Gellir pennu . cyflwr gwefr y batri trwy ganfod foltedd cylched agored y batri.
Mae'r foltedd gweithredu, a elwir hefyd yn foltedd y derfynfa, yn cyfeirio at y gwahaniaeth posibl rhwng electrodau positif a negyddol y batri pan fydd y batri yn y cyflwr gwaith, hynny yw, pan fydd cerrynt yn llifo yn y gylched . pan fydd y cerrynt yn llifo trwy'r batri, nid oes angen i'r batiad ei ddiffygio bob amser gan y batiwr foltedd . Mae'r gwrthwyneb yn wir wrth wefru . mae foltedd gweithio rhyddhau batris lithiwm-ion oddeutu 3 . 6v.
(4) Amser Llwyfan Rhyddhau
Mae amser y platfform rhyddhau yn cyfeirio at yr amser rhyddhau pan fydd y batri wedi'i wefru'n llawn ar foltedd penodol . Er enghraifft, mae amser platfform gollwng batri teiran ar 3 . 6V yn cael ei fesur {{{5} Mae cyfredol y foltedd yn cael ei wefru i 4 a}} 0 . 02c. Yna mae'r batri wedi'i wefru'n llawn a'i adael ar ei ben ei hun am 10 munud. Yr amser rhyddhau pan fydd y batri yn cael ei ollwng i 3.6V ar unrhyw gerrynt rhyddhau yw'r amser platfform gollwng ar y cerrynt hwnnw.
Oherwydd bod gan rai offer trydanol sy'n defnyddio batris lithiwm-ion ofynion foltedd, os yw'r foltedd yn is na'r gwerth gofynnol, ni fyddant yn gweithio . Felly, mae'r platfform gollwng yn un o'r meini prawf pwysig ar gyfer mesur perfformiad batris .
(5) Cyfradd codi a rhyddhau
Mae'r gyfradd gwefr a rhyddhau yn cyfeirio at y gwerth cyfredol sy'n ofynnol i'r batri ollwng ei gapasiti graddedig o fewn amser penodol . 1 c yn rhifiadol yn hafal i gapasiti graddedig y batri ac fel rheol mae'n cael ei gynrychioli gan y llythyren c ., ac yna 1Ah, mae 1AH, yn 1AH, 0 . 5c, 100a yw 10c, ac ati.
(6) Cyfradd hunan-ollwng
Mae'r gyfradd hunan-ollwng, a elwir hefyd yn gapasiti cadw gwefr, yn cyfeirio at allu'r batri i gadw faint o drydan sy'n cael ei storio yn y batri o dan amodau penodol pan fydd y batri mewn cyflwr cylched agored . Mae ffactorau fel y broses weithgynhyrchu, deunyddiau pwysicaf yn cael ei effeithio'n bennaf fel y broses weithgynhyrchu, a storio amodau. Perfformiad .
(7) Effeithlonrwydd
Mae'r effeithlonrwydd codi tâl yn cyfeirio at fesur i ba raddau y mae'r egni trydanol a ddefnyddir gan y batri yn ystod y broses wefru yn cael ei drawsnewid i'r egni cemegol y gall y batri ei storio . yn bennaf yn cael ei effeithio'n bennaf gan y broses batri, fformiwla, a thymheredd amgylchedd y batri {{}}}} y batri, y tymheredd, effeithlonrwydd .
Mae effeithlonrwydd rhyddhau yn cyfeirio at gymhareb y swm gwirioneddol o drydan a ryddhawyd i'r foltedd terfynol o dan rai amodau rhyddhau i gapasiti graddedig y batri . Mae ffactorau megis cyfradd rhyddhau, y tymheredd amgylchynol, a gwrthiant yn gyffredinol yn cael ei effeithio'n bennaf. effeithlonrwydd . yr isaf yw'r tymheredd, yr isaf yw'r effeithlonrwydd rhyddhau .
(8) Bywyd Beicio
Mae oes beicio batri yn cyfeirio at nifer yr amseroedd gwefru a rhyddhau y mae batri yn cael eu cael o dan drefn tâl a rhyddhau penodol pan fydd capasiti'r batri yn gostwng i werth penodol . Mae'r GB ar gyfer batris lithiwm-ion yn nodi bod cyfradd cadw capasiti batri ar ôl 500} yn uwch na 500}
04 Prif Ddosbarthiadau Batris Lithiwm-Ion
① Yn ôl y gwahanol ddeunyddiau electrolyt a ddefnyddir mewn batris lithiwm, gellir rhannu batris lithiwm yn ddau gategori: batris lithiwm hylif (batris ïon lithiwm, wedi'u talfyrru fel LIB) a batris lithiwm polymer (batris ïon lithiwm polymer, polymer fel gwefus)
② Yn ôl y dull codi tâl, gellir eu rhannu'n ddau gategori: na ellir eu hailwefru ac y gellir eu hailwefru .
③ Ymddangosiad batri lithiwm: batri lithiwm sgwâr (megis batris ffôn symudol a ddefnyddir yn gyffredin) a silindrog (megis 18650, 18500);
④ Deunyddiau pecynnu batri lithiwm: batri lithiwm cragen alwminiwm, batri lithiwm cragen ddur, batri pecyn meddal;
Batri batri lithiwm o'r deunyddiau electrod positif a negyddol (ychwanegion): batri lithiwm cobalt ocsid (liCOO2), ocsid manganîs lithiwm (limn2o4), batri ffosffad haearn lithiwm, batri lithiwm deuocsid manganaidd tafladwy manganaidd tafladwy, batri lithiwm, batri lithiwm deuocsid tafladwy,
