Bizikleta elektrikoaren litiozko bateriaren aurkezpena

-ren sarrera laburra litiozko bateria motak

Litio-ioizko bateriak bi kategoriatan bana daitezke: litio-ioizko bateria likidoak (LIB) eta polimero litio-ioizko bateriak (LIP, labur). Polimero-litio-ioizko bateriak polimero solidoko elektrolito litio-ioizko bateriak, gel polimero-elektrolito litio-ioizko bateriak eta polimero katodo materialez egindako litio-ioizko bateriak bana daitezke; Katodoen materialen arabera, litio kobaltatoa, litio manganatoa, litio nikelatoa, material ternarioa, litio burdin fosfatoa, etab. Mugikorreko elikadura-iturri gehienak litio manganatoz eginda daude. Gure telefono mugikorren ohiko bateriak bezala, horietako asko litio manganatoz eta litio kobaltatoz eginak daude.

Gaur egun, ibilgailu elektrikoen merkatuko material nagusiak litiozko bateria ternarioak (litio nikel kobalto manganatoa (nichomn) O2), litio manganatoa (LiMn2O4) eta litio burdin fosfatoa (LiFePO4) dira. Gaur egun, litio-ioizko baterietan erabiltzen diren anodo-material itxaropentsuenak, batez ere, litio manganato eraldatua (LiMn2O4), litio burdin fosfatoa (LiFePO4) eta litio nikel kobalto manganatoa (Li (Ni, Co, Co, Li) litiozko bateria ternarioaren litio-polimero ternarioa den litio-material positibo bat den litio-elektrodiozko bateria bat da. manganatoa (Li(NiCoMn)O2) Elektrodo positibo ternarioaren produktuaren produktuak lehengai gisa hartzen ditu nikel-gatza, kobalto-gatza eta manganeso-gatza, eta bertan dagoen nikel-kobalto-manganesoaren proportzioa egokitu daiteke litio-kobaltatoaren bateriarekin alderatuta, bateriak segurtasun- eta kobaltato-ektrodo positibo-edukiera handiagoa du. Hasierako fasean, arrazoi teknikoengatik, bere tentsio nominala 3,5-3,6 V baino ez zen, eta horrek bere aplikazio-eremua mugatu zuen. Baina orain arte, formula eta egitura perfektuaren etengabeko hobekuntzarekin, bateriaren tentsio nominala 3,7 V-ra iritsi da, eta bere ahalmena litio oxidozko oxidoaren mailara iritsi edo gainditu du. Bateriak ternarioak kobaltatozko bateriak ordezkatu dituzte. Baterien kobaltatoa duten bateriak ternarioak dira elektrodoa litio manganatoz egina dago. Litio manganatozko bateriaren tentsio nominala 2,5 ~ 4,2 V V da. Litio manganatozko bateria oso erabilia da kostu baxuagatik eta segurtasun onagatik. 

litio manganatozko bateriak 3.7v-ko tentsio nominala du, amaitutako produktuaren barne-erresistentzia ≤ 200mω da eta produktuaren tamaina max19.2 * 56.5 * 69.5mm da.

Katodoaren materiala kostu baxua, segurtasun ona eta tenperatura baxuko errendimendua du, baina bere materiala bera ezegonkorra eta deskonposatzen erraza da gasa sortzeko, beraz, batez ere beste material batzuekin nahasten erabiltzen da baterien kostua murrizteko. Hala ere, bere ziklo-bizitza azkar gainditzen da, gora egiteko joera du, tenperatura altuko errendimendua eskasa da eta bere bizitza nahiko laburra da. Batez ere tamaina handiko eta ertaineko bateriak eta potentziarako piletarako erabiltzen da, eta bere tentsio nominala 3,7 V-koa da. Ohiko arazoak, hala nola pilak samurtzea eta flatulentzia, elektrolitoaren irteera dira.

Litio burdin fosfato bateriaren izen osoa litio burdin fosfato litio ioi bateria da, luzeegia dena. Bere errendimendua energia aplikaziorako bereziki egokia denez, 'potentzia' hitza gehitzen zaio izenari, hots, litio-burdin fosfatoko bateria. Batzuek 'litiozko burdina (LiFe) power bateria' ere deitzen diote.

Eraginkortasun handiko irteera: deskarga estandarra 2 ~ 5 C-koa da, etengabeko korronte handiko deskarga 10C-ra irits daiteke eta berehalako pultsu-deskarga (10S) 2 ~ 5C-ra irits daiteke;

Errendimendu ona tenperatura altuan: barne tenperatura 95 ℃ bezain altua da kanpoko tenperatura 65 ℃ denean, eta tenperatura 160 ℃ irits daiteke bateria deskargatzen denean, beraz, bateriaren egitura segurua eta oso-osorik dago;

Bateriaren barrualdea edo kanpoaldea hondatuta badago ere, bateria ez da erretzen, ez du eztanda egiten eta segurtasun onena du;

Ziklo-bizitza bikaina, 500 zikloren ondoren, bere deskarga-gaitasuna % 95 baino handiagoa da oraindik; Bateria paketearen iraupena 800 ~ 2000 aldiz izan behar du.

Zero volterako gehiegizko deskarga ez da kaltetzen;

Azkar kargatu daiteke;

Kostu baxua;

Tamaina eta edukiera bereko litio-burdin fosfatoko bateria berun-azidoaren bateriaren 1/3 eta berun-azidoaren 1/3 da.

Ez dago ingurumenean kutsadurarik. Bateriak ez du metal astunik eta metal arrarorik (Ni-MH bateriek metal arraroak behar dituzte), ez da toxikoa (SGS ziurtagiria gainditu da), kutsadurarik gabekoa da, Europako ROHS araudia betetzen du eta erabateko bateria berdea da. Hala ere, berun-azido baterietan berun-kopuru handia dago, eta horrek bigarren mailako kutsadura eragingo du ingurumenean baztertu ondoren behar bezala botatzen ez bada, litio-burdina fosfatoko materialek ez dute kutsadurarik produzitu eta erabiltzeko garaian.

Litiozko bateria ternarioaren eta litio-burdin fosfatoaren bateriaren konparazioa

Baterien egitura bera erabiliz, material ternarioak eta litio-burdina fosfato-materialak hautatu ziren bateriak egiteko, eta deskarga, karga eta zikloaren probak baldintza ezberdinetan egin ziren. Material ternarioek karga-tasa, deskarga-tasa eta deskarga-errendimenduan abantailak dituzte tenperatura desberdinetan, litio-burdin fosfatoaren materialek txirrindularitza-errendimendu hobea duten bitartean, eta hasierako ahalmenaren % 80 baino gehiago mantendu dezakete 1 C-tan 5 000 zikloren ondoren.

Adibidez, normalean, litiozko bateria ternarioaren zelula bakarra 800 aldiz da, eta taldeko bateriaren ziklo-bizitza 400-500 aldiz; Tenperatura baxuko errendimendu ona. Litio-burdinezko bateria-zelulen ziklo-bizitza 2000 aldiz da, eta taldeko bateriaren ziklo-bizitza 800-1000 aldiz; Litio-burdinezko bateriak 18650 zilindroetan daude eskuragarri (zilindrikoak eta ternariozko bateriak baino tamaina apur bat handiagoak), eta baita pakete bigunetan ere.

Litio burdin fosfatoaren bateriaren desabantailak: litio burdin fosfatoaren bateriaren elektrodo positiboaren dentsitatea txikia da eta dentsitatea, oro har, 0,8 eta 1,3 ingurukoa da. Bolumen handia.

 Eroankortasun eskasa, litio ioien difusio-tasa motela eta benetako ahalmen espezifiko baxua kargatzen eta deskargatzen direnean. Litio-burdina fosfatoaren bateriaren tenperatura baxuko errendimendua eskasa da. (Ingurune bereziki hotzetan, hala nola Europan neguan hotza, ezin da elektrizitatea askatu -10 ℃-tik gorako tenperaturetan).

Litiozko baterien biltegiratzea eta mantentzea

Hobe da litiozko bateria partzialki deskargatzea guztiz baino, eta saihestu maiz deskarga osoa saihesten. Hobe da bateria guztiz kargatu eta berehala deskonektatzea.

Litiozko bateriaren zahartze-tasa tenperatura eta karga-egoeraren arabera zehazten da. Hurrengo taulak bi parametroren azpian bateriaren edukieraren murrizketa erakusten du.

Tenperatura karga % 40 karga % 100

       0°C                              %98ko edukiera urtebeteren buruan %94ko edukiera urtebetera 

      25°C                             %96ko edukiera urtebeteren buruan %80ko edukiera urtebetera             

      40°C                             %85eko edukiera urtebeteren buruan %65eko edukiera urtebetera  

      60°C % 75eko edukiera urtebeteren buruan % 60ko edukiera hiru hilabeteren buruan

Mantentzea: litiozko bateria ternarioa gehiegi deskargatuta dago, eta bateria ere hondatzen da tentsio baxuegia denean. Hiru hilean behin mantentzea gomendatzen da. Ahal izanez gero, saiatu bateria %40ra kargatzen eta gorde leku fresko batean. Horrela, bateriaren babes-zirkuitu propioak biltegiratze epe luze batean funtziona dezake. Bateria guztiz kargatu ondoren tenperatura altuan jartzen bada, kalte handia eragingo dio bateriari.

Biltegiratzea: Epe laburreko biltegiratzea: Gorde bateria gas korrosiborik gabeko leku lehor batean, -20 C eta 35 C 65 % 20 arteko tenperatura eta hezetasuna. Tenperatura eta hezetasuna tenperatura eta hezetasun hori baino handiagoak edo baxuagoak badira, bateriaren metalezko piezak herdoildu egingo dira edo bateria ihes egingo dute. 

Epe luzerako biltegiratzea: epe luzerako biltegiratzeak bateriaren substantzia aktiboen autodeskarga eta pasivazioa azkartuko dituenez, giroko tenperatura eta hezetasuna 10 C eta 30 C 65 % 20 artean egon behar du. Aldi berean, epe luzeko biltegiratzeek (adibidez, urtebete baino gehiago) eragindako substantzia aktiboen autodeskargaren eta pasivazioaren eragin negatiboa murrizteko, bateria hiru hilabetean behin kargatu eta deskargatu behar da jatorrizko errendimendua berreskuratzeko.

Bizitza: egoera normaletan, litiozko bateriaren zerbitzu-tenperatura onena 20 ~ 25 ℃ da, beraz, beheko tenperaturaren baldintzapean, litiozko bateriaren bizitza erdira murriztuko da. Bizitza normala 500 ziklokoa bada, beheko tenperatura 300 aldiz baino txikiagoa izan daiteke. Tenperatura -20 ℃ gainditzen badu, baliteke bateria ternarioa ez erabiltzea. Tenperatura -10 ℃ gainditzen badu, litio-burdinaren bateriaren ahalmena ez da askatuko.