Elektrijalgratta liitiumaku tutvustus

Lühitutvustus liitiumaku tüübid

Liitiumioonakud võib jagada kahte kategooriasse: vedelad liitiumioonakud (LIB) ja polümeer-liitiumioonakud (lühendatult LIP). Polümeersed liitium-ioonakud võib jagada tahketeks polümeer-elektrolüüdi-liitiumioonakudeks, geelpolümeer-elektrolüütide liitium-ioonakudeks ja polümeerkatoodmaterjalidest valmistatud liitiumioonakudeks; Katoodi materjalide järgi jaguneb see liitiumkobaltaadiks, liitiummanganaadiks, liitiumnikelaadiks, kolmekomponentseteks materjalideks, liitiumraudfosfaadiks jne. Enamik mobiilsetest toiteallikatest on valmistatud liitiummanganaadist. Nagu meie tavalised mobiiltelefoniakud, on paljud neist valmistatud liitiummanganaadist ja liitiumkobaltaadist.

Praegu on elektrisõidukite turul peamised materjalid kolmekomponentsed liitiumakud (liitium-nikkel-koobaltmanganaat (nichomn) O2), liitiummanganaat (LiMn2O4) ja liitiumraudfosfaat (LiFePO4). Praegu on kõige lootustandvamad liitiumioonakudes kasutatavad anoodimaterjalid peamiselt modifitseeritud liitiummanganaat (LiMn2O4), liitiumraudfosfaat (LiFePO4) ja liitiumnikkel-koobaltmanganaat (Li (Ni, Co, Co, Li) Kolmekomponentne liitium-polümeer, mis koosneb kolmest liitium-liitiumakust, mille positiivne liitium-liitiumaku on manganaat (Li(NiCoMn)O2) Kolmekomponentsete positiivsete elektroodide materjali eeltoode võtab toorainena niklisoola, koobaltsoola ja mangaanisoola ning nikkelkoobaltmangaani suhet saab reguleerida vastavalt tegelikele vajadustele. Kobaltaat Algstaadiumis oli selle nimipinge tehnilistel põhjustel vaid 3,5-3,6 V, mis piiras selle kasutusala, kuid praeguseks on aku nimipinge saavutanud 3,7 V ja selle võimsus on saavutanud või ületanud liitiumkoobaltoksiidi aku, LG, PANA 5 aku Märkimisväärne hulk sülearvutite akusid on asendanud senised liitiumkobaltatakud kolmekomponentsete akude vastu manganaat Liitiummanganaadi aku nimipinge on 2,5–4,2 V. Liitiummanganaadi akut kasutatakse laialdaselt selle madala hinna ja hea ohutuse tõttu. 

Liitiummanganaadi aku nimipinge on 3,7 V, valmistoote sisetakistus on ≤ 200 mω ja toote suurus on max 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

Katoodimaterjal, millel on madal hind, hea ohutus ja madala temperatuuri jõudlus, kuid selle materjal ise on ebastabiilne ja kergesti lagunev, et tekitada gaas, seetõttu kasutatakse seda enamasti teiste materjalidega segamisel, et vähendada akude maksumust. Kuid selle tsükli eluiga väheneb kiiresti, see on kalduvus punduda, selle kõrgel temperatuuril toimimine on halb ja selle eluiga on suhteliselt lühike. Seda kasutatakse peamiselt suurte ja keskmise suurusega akude ja toiteakude jaoks ning selle nimipinge on 3,7 V. Levinud probleemid, nagu akud punnis ja gaasid, on elektrolüüdi väljavool.

Liitiumraudfosfaadi aku täisnimi on liitiumraudfosfaat-liitiumioonaku, mis on liiga pikk. Kuna selle jõudlus sobib eriti hästi toiteallikaks, lisatakse selle nimele sõna 'power', nimelt liitiumraudfosfaadi aku. Mõned inimesed nimetavad seda ka 'liitiumraud (LiFe) akuks'.

Kõrge efektiivsusega väljund: standardne tühjenemine on 2–5 C, pidev suure voolu tühjenemine võib ulatuda 10 ° C-ni ja hetkeline impulsslahendus (10S) võib ulatuda 2–5 ° C-ni;

Hea jõudlus kõrgel temperatuuril: sisetemperatuur on kuni 95 ℃, kui välistemperatuur on 65 ℃, ja temperatuur võib aku tühjenemisel ulatuda 160 ℃-ni, nii et aku struktuur on ohutu ja terve;

Isegi kui aku sise- või väliskülg on kahjustatud, ei põle aku, see ei plahvata ja sellel on parim ohutus;

Suurepärane tsükli eluiga, pärast 500 tsüklit on selle tühjendusvõime endiselt suurem kui 95%; Aku tsükli eluiga peaks olema 800–2000 korda.

Ületühjenemine nullvoldile ei ole kahjustatud;

Saab kiiresti laadida;

Madalad kulud;

Sama suuruse ja mahutavusega liitiumraudfosfaataku on 1/3 pliiaku omast ja 1/3 pliiaku omast.

Keskkonda ei saastata. Aku ei sisalda raskmetalle ega haruldasi metalle (Ni-MH akud vajavad haruldasi metalle), on mittetoksiline (läbinud SGS-i sertifikaadi), on saastevaba, vastab Euroopa ROHS eeskirjadele ja on absoluutselt roheline aku. Kuid plii-happeakudes on palju pliid, mis põhjustab siiski sekundaarset keskkonnareostust, kui seda pärast kasutuselt kõrvaldamist õigesti ei kõrvaldata, samas kui liitiumraudfosfaatmaterjalid ei saa tootmise ja kasutamise ajal saastet.

Kolmekomponendilise liitiumaku ja liitiumraudfosfaatpatarei võrdlus

Kasutades sama akustruktuuri, valiti akude valmistamiseks kolmekomponentsed materjalid ja liitiumraudfosfaatmaterjalid ning tühjenemise, laadimise ja tsükli katsed viidi läbi erinevates tingimustes. Kolmekomponentsetel materjalidel on eelised laadimiskiiruse, tühjenemiskiiruse ja tühjenemise osas erinevatel temperatuuridel, samas kui liitiumraudfosfaatmaterjalidel on parem tsükliline jõudlus ja need suudavad pärast 5 000 tsüklit 1 C juures siiski säilitada rohkem kui 80% esialgsest mahust. Liitiumraudfosfaatpatarei on ka ohutuse poolest kolmekomponentsete materjalidega võrreldes parem.

Näiteks tavapäraselt on kolmekomponentse liitiumaku üksikelement 800 korda ja rühmaaku tsükli eluiga 400–500 korda; Hea madala temperatuuri jõudlus. Liitiumraud aku tsükli eluiga on 2000 korda ja rühmaaku tsükli eluiga 800-1000 korda; Liitiumraudakud on saadaval 18650 silindriga (silindrilised ja mõõtmetelt veidi suuremad kui kolmekomponentsed liitiumakud), samuti pehmetes pakendites.

Liitiumraudfosfaatpatarei puudused: Liitiumraudfosfaatpatarei positiivse elektroodi kraanitihedus on väike ja tihedus on üldiselt umbes 0,8–1,3. Suur maht.

 Halb juhtivus, liitiumioonide aeglane difusioonikiirus ja madal tegelik erivõimsus kiirel laadimisel ja tühjendamisel. Liitiumraudfosfaadi aku madala temperatuuriga töövõime on halb. (eriti külmas keskkonnas, näiteks Euroopas talvel külm, ei saa elekter vabaneda temperatuuril üle -10 ℃).

Liitiumakude ladustamine ja hooldus

Liitiumaku on parem tühjendada osaliselt, mitte täielikult ja püüda vältida sagedast täielikku tühjenemist. Parim on aku kohe pärast täielikku laadimist lahti ühendada.

Liitiumaku vananemiskiiruse määravad temperatuur ja laadimisaste. Järgmine tabel illustreerib aku mahu vähenemist kahe parameetri all.

Temperatuuri laadimine 40% laadimine 100%

       0°C                              98% võimsus ühe aasta pärast 94% võimsus ühe aasta pärast 

      25°C                             96% võimsus ühe aasta pärast 80% võimsus ühe aasta pärast             

      40°C                             85% võimsus ühe aasta pärast 65% võimsus ühe aasta pärast  

      60°C 75% võimsus ühe aasta pärast 60% võimsus kolme kuu pärast

Hooldus: kolmekomponentne liitiumaku on liiga tühjenenud ja aku saab kahjustatud ka siis, kui pinge on liiga madal. Soovitatav on seda hooldada iga kolme kuu tagant. Võimalusel proovige akut laadida 40% ja hoidke seda jahedas. Nii saab aku enda kaitseahel töötada pika säilitusaja jooksul. Kui aku asetatakse pärast täielikku laadimist kõrgele temperatuurile, põhjustab see akule suuri kahjustusi.

Säilitamine: Lühiajaline säilitamine: Säilitage akut kuivas, mittesöövitavas gaasikohas, mille temperatuur ja niiskus on vahemikus -20 C kuni 35 C 65 20%. Kui temperatuur ja niiskus on sellest temperatuurist ja niiskusest kõrgemad või madalamad, lähevad aku metallosad rooste või aku lekib. 

Pikaajaline ladustamine: Kuna pikaajaline säilitamine kiirendab aku isetühjenemist ja passiivseid aineid, peaks ümbritseva õhu temperatuur ja niiskus olema vahemikus 10 C kuni 30 C 65 20%. Samal ajal, et vähendada pikaajalisest (näiteks üle ühe aasta) ladustamisest põhjustatud isetühjenemise ja aktiivsete ainete passiivsuse negatiivset mõju, tuleks akut laadida ja tühjendada kord kolme kuu jooksul, et taastada selle algne jõudlus.

Eluiga: Tavaolukorras on liitiumaku parim töötemperatuur 20 ~ 25 ℃, nii et põhjatemperatuuri korral väheneb liitiumaku kasutusiga poole võrra. Kui tavaline eluiga on 500 tsüklit, võib põhjatemperatuur olla alla 300 korra. Kui temperatuur ületab -20 ℃, ei tohi kolmekomponentset akut üldse kasutada. Kui temperatuur ületab -10 ℃, ei vabane liitiumraudaku mahutavus.