Introducció de la bateria de liti de la bicicleta elèctrica

Breu introducció de de bateries de liti tipus

Les bateries d'ió de liti es poden dividir en dues categories: bateries d'ió de liti líquid (LIB) i bateries d'ió de liti de polímer (LIP per abreujar). Les bateries d'ió de liti de polímer es poden dividir en bateries d'ió de liti d'electròlit de polímer sòlid, bateries d'ió de liti d'electròlit de polímer de gel i bateries d'ió de liti fetes de materials de càtode de polímer; Segons els materials del càtode, es divideix en cobaltat de liti, manganat de liti, niquelat de liti, materials ternaris, fosfat de ferro de liti, etc. La majoria de les fonts d'alimentació mòbils estan fetes de manganat de liti. Com les nostres bateries habituals de telèfons mòbils, moltes d'elles estan fetes de manganat de liti i cobaltat de liti.

Actualment, els materials principals del mercat de vehicles elèctrics són les bateries de liti ternàries (manganat de níquel-liti-cobalt (nichomn) O2), manganat de liti (LiMn2O4) i fosfat de ferro de liti (LiFePO4). Actualment, els materials d'ànode més prometedors utilitzats a les bateries d'ió de liti són principalment manganat de liti modificat (LiMn2O4), fosfat de ferro de liti (LiFePO4) i manganat de níquel-liti cobalt (Li (Ni, Co, Co, Li) Li-polímer ternari de bateria de liti ternària que és un material d'electrodi de liti positiu. manganat (Li (NiCoMn) O2) El producte precursor del material d'elèctrode positiu compost ternari pren com a matèries primeres sal de níquel, sal de cobalt i sal de manganès, i la proporció de níquel-cobalt-manganès es pot ajustar segons les necessitats reals, en comparació amb la bateria de cobaltat de liti, la bateria amb un material ternari de seguretat i un millor rendiment d'electrode de seguretat i equilibri positiu. En la primera fase, per motius tècnics, la seva tensió nominal era només de 3,5-3,6 V, la qual cosa limita el seu rang d'aplicació, però fins ara, amb la millora contínua de la fórmula i l'estructura perfecta, la tensió nominal de la bateria ha arribat als 3,7 V, i la seva capacitat ha arribat o superat el nivell de la bateria d'òxid de liti, SONY, PANASON i les principals bateries mundials de la marca SANYO, PANA, SAMS i LG. han introduït bateries ternaries. Un nombre considerable de línies de bateries de portàtils han substituït les bateries de cobaltat de liti anteriors per bateries ternaries L'elèctrode està fet de manganat de liti. La tensió nominal de la bateria de manganat de liti és de 2,5 ~ 4,2 v V. La bateria de manganat de liti s'utilitza àmpliament pel seu baix cost i bona seguretat. 

La bateria de manganat de liti té una tensió nominal de 3,7 v, la resistència interna del producte acabat és ≤ 200 mω i la mida del producte és màxima de 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

El material del càtode té un baix cost, una bona seguretat i un rendiment a baixa temperatura, però el seu material en si és inestable i fàcil de descompondre per generar gas, de manera que s'utilitza principalment per barrejar-se amb altres materials per reduir el cost de les bateries. No obstant això, el seu cicle de vida disminueix ràpidament, és propens a augmentar-se, el seu rendiment a alta temperatura és deficient i la seva vida útil és relativament curta. S'utilitza principalment per a bateries grans i mitjanes i bateries de potència, i la seva tensió nominal és de 3,7 V. Els problemes habituals, com ara bateries abombades i flatulències, són la sortida d'electròlits.

El nom complet de la bateria de fosfat de ferro de liti és bateria d'ions de liti de fosfat de ferro de liti, que és massa llarga. Com que el seu rendiment és especialment adequat per a l'aplicació d'energia, s'afegeix la paraula 'poder' al seu nom, és a dir, bateria de fosfat de ferro de liti. Algunes persones també l'anomenen 'bateria de ferro de liti (LiFe)'.

Sortida d'alta eficiència: la descàrrega estàndard és de 2 ~ 5 C, la descàrrega de corrent alta contínua pot arribar a 10 C i la descàrrega de pols instantània (10 S) pot arribar a 2 ~ 5 C;

Bon rendiment a alta temperatura: la temperatura interna és de fins a 95 ℃ quan la temperatura externa és de 65 ℃ i la temperatura pot arribar als 160 ℃ quan la bateria es descarrega, de manera que l'estructura de la bateria és segura i intacta;

Fins i tot si l'interior o l'exterior de la bateria està danyat, la bateria no es crema, no explota i té la millor seguretat;

Excel·lent vida útil, després de 500 cicles, la seva capacitat de descàrrega encara és superior al 95%; La vida útil de la bateria ha de ser de 800 a 2000 vegades.

La sobredescàrrega a zero volts no està danyada;

Es pot carregar ràpidament;

Baix cost;

La bateria de fosfat de ferro de liti amb la mateixa mida i capacitat és 1/3 de la de la bateria de plom-àcid i 1/3 de la de la bateria de plom-àcid.

No hi ha contaminació per al medi ambient. La bateria no conté metalls pesants ni metalls rars (les bateries Ni-MH necessiten metalls rars), no és tòxica (aprovada la certificació SGS), està lliure de contaminació, s'ajusta a la normativa europea ROHS i és una bateria verda absoluta. Tanmateix, hi ha una gran quantitat de plom a les bateries de plom-àcid, que encara causarà contaminació secundària al medi ambient si no s'elimina correctament després de ser rebutjat, mentre que els materials de fosfat de ferro de liti no tenen contaminació durant la producció i l'ús.

Comparació de la bateria de liti ternària i la bateria de fosfat de ferro de liti

Utilitzant la mateixa estructura de bateries, es van seleccionar materials ternaris i materials de fosfat de ferro de liti per fer bateries, i es van realitzar les proves de descàrrega, càrrega i cicle en diferents condicions. Els materials ternaris tenen avantatges en la velocitat de càrrega, la velocitat de descàrrega i el rendiment de descàrrega a diferents temperatures, mentre que els materials de fosfat de ferro de liti tenen un millor rendiment de cicle i encara poden mantenir més del 80% de la capacitat inicial després de 5 000 cicles a 1 C. La bateria de fosfat de ferro de liti també és superior als materials ternaris amb seguretat.

Per exemple, convencionalment, la cèl·lula única de la bateria de liti ternària és de 800 vegades i la vida útil del cicle de la bateria del grup és de 400-500 vegades; Bon rendiment a baixa temperatura. El cicle de vida de la pila de la bateria de ferro de liti és de 2000 vegades i el cicle de vida de la bateria del grup és de 800-1000 vegades; Les bateries de ferro de liti estan disponibles en cilindres 18650 (cilíndrics i de mida lleugerament més gran que les bateries de liti ternàries), i també en paquets tous.

Desavantatges de la bateria de fosfat de ferro de liti: la densitat de l'aixeta de l'elèctrode positiu de la bateria de fosfat de ferro de liti és petita i la densitat és generalment d'entre 0,8 i 1,3. Gran volum.

 Conductivitat deficient, velocitat de difusió lenta dels ions de liti i baixa capacitat específica real quan es carrega i es descarrega en moments elevats. El rendiment a baixa temperatura de la bateria de fosfat de ferro de liti és deficient. (En un entorn especialment fred, com el fred a l'hivern a Europa, l'electricitat no es pot alliberar a temperatures superiors als 10 ℃).

Emmagatzematge i manteniment de bateries de liti

És millor descarregar la bateria de liti parcialment en lloc de completament, i intentar evitar la descàrrega completa freqüent. El millor és desconnectar la bateria immediatament després que estigui completament carregada.

La taxa d'envelliment de la bateria de liti està determinada per la temperatura i l'estat de càrrega. La taula següent il·lustra la reducció de la capacitat de la bateria sota dos paràmetres.

Càrrega de temperatura 40% Càrrega 100%

       0°C                              98% de capacitat després d'un any 94% de capacitat després d'un any 

      25 °C                             96% de capacitat després d'un any 80% de capacitat després d'un any             

      40 °C                             85% de capacitat després d'un any 65% ​​de capacitat després d'un any  

      60 °C 75% de capacitat després d'un any 60% de capacitat després de tres mesos

Manteniment: la bateria de liti ternària està sobre-descarregada i la bateria també es fa malbé quan la tensió és massa baixa. Es recomana mantenir-lo cada tres mesos. Si és possible, intenteu carregar la bateria al 40% i mantingueu-la en un lloc fresc. D'aquesta manera, el propi circuit de protecció de la bateria pot funcionar durant un llarg període d'emmagatzematge. Si la bateria es col·loca a una temperatura elevada després d'haver estat carregada completament, provocarà un gran dany a la bateria.

Emmagatzematge: Emmagatzematge a curt termini: Emmagatzemar la bateria en un lloc sec i no corrosiu amb gasos amb una temperatura i humitat entre -20 C i 35 C 65 20%. Si la temperatura i la humitat són superiors o inferiors a aquesta temperatura i humitat, les parts metàl·liques de la bateria s'oxidaran o la bateria es filtrarà. 

Emmagatzematge a llarg termini: com que l'emmagatzematge a llarg termini accelerarà l'autodescàrrega i la passivació de les substàncies actives de la bateria, la temperatura i la humitat ambiental han d'estar entre 10 C i 30 C 65 20%. Al mateix temps, per tal de reduir l'impacte negatiu de l'autodescàrrega i la passivació de les substàncies actives causades per l'emmagatzematge a llarg termini (com ara més d'un any), la bateria s'ha de carregar i descarregar un cop cada tres mesos per restaurar el seu rendiment original.

Vida útil: en circumstàncies normals, la millor temperatura de servei de la bateria de liti és de 20 ~ 25 ℃, de manera que en condicions de temperatura inferior, la vida útil de la bateria de liti es reduirà a la meitat. Si la vida normal és de 500 cicles, la temperatura inferior només pot ser inferior a 300 vegades. Si la temperatura supera els -20 ℃, és possible que la bateria ternària no s'utilitzi en absolut. Si la temperatura supera els -10 ℃, la capacitat de la bateria de ferro de liti no s'alliberarà.