Sähköpyörän litiumakun esittely

Lyhyt esittely aiheesta litiumparistotyypit ​

Litiumioniakut voidaan jakaa kahteen luokkaan: nestemäiset litiumioniakut (LIB) ja polymeerilitiumioniakut (lyhyesti LIP).Polymeerilitiumioniakut voidaan jakaa kiinteään polymeeriin elektrolyyttilitiumioniakkuihin, geelipolymeerielektrolyyttilitiumioniakkuihin ja polymeerikatodimateriaaleista valmistettuihin litiumioniakkuihin;Katodimateriaalien mukaan se jaetaan litiumkobaltaattiin, litiummanganaattiin, litiumnikkelaattiin, kolmikomponentteihin, litiumrautafosfaattiin jne. Suurin osa mobiilivirtalähteistä on valmistettu litiummanganaatista.Tavallisten matkapuhelinten akkujen tapaan monet niistä on valmistettu litiummanganaatista ja litiumkoboltaatista.

Tällä hetkellä sähköajoneuvojen markkinoiden tärkeimpiä materiaaleja ovat trinaariset litiumakut (litiumnikkelikobolttimanganaatti (nichomn) O2), litiummanganaatti (LiMn2O4) ja litiumrautafosfaatti (LiFePO4).Tällä hetkellä lupaavimpia anodimateriaaleja, joita käytetään teho-litiumioniakuissa, ovat pääasiassa modifioitu litiummanganaatti (LiMn2O4), litiumrautafosfaatti (LiFePO4) ja litiumnikkeli-kobolttimanganaatti (Li (Ni, Co, Co, Li) kolmikomponenttinen li-polymeeri Kolmiosainen litiumakku on litiumakku, jonka positiivisen elektrodin materiaali on litiumnikkelikobolttimanganaatti (Li(NiCoMn)O2). Kolmikomponenttisen positiivisen elektrodimateriaalin esiaste käyttää raaka-aineina nikkelisuolaa, kobolttisuolaa ja mangaanisuolaa. Siinä olevaa nikkelikobolttimangaania voidaan säätää todellisten tarpeiden mukaan verrattuna litiumkoboltaattiparistoon, positiivisena elektrodina käyttävällä akulla on parempi turvallisuus, tasapainoinen kapasiteetti ja turvallisuus sekä parempi syklin suorituskyky kuin tavallisella litiumkoboltaattia. Teknisistä syistä sen nimellisjännite oli vain 3,5-3,6 V, mikä rajoitti sen käyttöaluetta, mutta tähän asti kaavan ja täydellisen rakenteen jatkuvan parantamisen myötä akun nimellisjännite on saavuttanut 3,7 V:n ja sen kapasiteetin. on saavuttanut tai ylittänyt litiumkobolttioksidiakun tason.SANYO, PANASONIC, SONY, LG ja SAMSUNG, maailman viisi suurinta akkumerkkiä, ovat tuoneet markkinoille kolmiosaiset akut.Huomattava määrä kannettavien akkulinjoja on korvannut aiemmat litiumkoboltaattiakut kolmiosaisilla akuilla.SANYO- ja SAMSUNG-pylväsakkujen osalta litiumkoboltaattiakkujen tuotanto on lopetettu kokonaan ja siirtynyt kolmiosaisiin akkuihin.Tällä hetkellä useimmat pienet korkean nopeuden tehoakut kotimaassa ja ulkomailla käyttävät kolmikomponenttisia katodimateriaaleja.Litiummanganaattiakku on akku, jonka positiivinen elektrodi on valmistettu litiummanganaatista.Litiummanganaattiakun nimellisjännite on 2,5–4,2 V. Litiummanganaattiakkua käytetään laajalti sen alhaisen hinnan ja hyvän turvallisuuden vuoksi. 

litiummanganaattiakun nimellisjännite on 3,7 V, valmiin tuotteen sisäinen vastus on ≤ 200 mω ja tuotteen koko on max 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

Katodimateriaali, jolla on alhainen hinta, hyvä turvallisuus ja suorituskyky alhaisissa lämpötiloissa, mutta sen materiaali itsessään on epävakaa ja helposti hajoava kaasun muodostukseen, joten sitä käytetään enimmäkseen sekoituksessa muiden materiaalien kanssa akkujen kustannusten alentamiseksi.Sen käyttöikä kuitenkin lyhenee nopeasti, se on taipuvainen pullistumaan, sen suorituskyky korkeissa lämpötiloissa on huono ja sen käyttöikä on suhteellisen lyhyt.Sitä käytetään pääasiassa suurille ja keskikokoisille akuille ja tehoakuille, ja sen nimellisjännite on 3,7 V.Yleisiä ongelmia, kuten akkujen pullistuminen ja ilmavaivat, ovat elektrolyytin ulosvirtaus.

Litiumrautafosfaattiakun koko nimi on litiumrautafosfaattilitiumioniakku, joka on liian pitkä.Koska sen suorituskyky sopii erityisen hyvin sähkökäyttöön, sen nimeen on lisätty sana 'teho' eli litiumrautafosfaattiakku.Jotkut kutsuvat sitä myös 'litiumrauta (LiFe) akkuakku'.

Korkea hyötysuhde: vakiopurkaus on 2 ~ 5 C, jatkuva suurvirtapurkaus voi saavuttaa 10 C ja hetkellinen pulssipurkaus (10S) voi saavuttaa 2 - 5 C;

Hyvä suorituskyky korkeassa lämpötilassa: sisäinen lämpötila on jopa 95 ℃, kun ulkolämpötila on 65 ℃, ja lämpötila voi nousta 160 ℃, kun akku on tyhjä, joten akun rakenne on turvallinen ja ehjä;

Vaikka akun sisä- tai ulkopuoli olisi vaurioitunut, akku ei pala, ei räjähdä ja sillä on paras turvallisuus;

Erinomainen syklin käyttöikä, 500 syklin jälkeen sen purkauskapasiteetti on edelleen yli 95 %;Akun käyttöiän tulisi olla 800–2000 kertaa.

Ylipurkaus nollaan volttiin ei ole vaurioitunut;

Voidaan ladata nopeasti;

Halpa;

Litiumrautafosfaattiakku, jolla on sama koko ja kapasiteetti, on 1/3 lyijyakun ja 1/3 lyijyakun vastaavasta.

Ympäristölle ei aiheudu saasteita.Akku ei sisällä raskasmetalleja eikä harvinaisia ​​metalleja (Ni-MH-akut tarvitsevat harvinaisia ​​metalleja), on myrkytön (SGS-sertifikaatti läpäissyt), on saasteeton, täyttää Euroopan ROHS-määräykset ja on ehdottoman vihreä akku.Lyijyakuissa on kuitenkin suuri määrä lyijyä, joka silti aiheuttaa toissijaista saastumista ympäristölle, jos sitä ei hävitetä asianmukaisesti hävittämisen jälkeen, kun taas litiumrautafosfaattimateriaalit eivät saastuta tuotannon ja käytön aikana.

Kolmen litiumpariston ja litiumrautafosfaattiakun vertailu

Akkujen valmistukseen valittiin samaa akkurakennetta käyttäen kolmikomponentteja ja litiumrautafosfaattimateriaaleja, ja purkaus-, lataus- ja kiertotestit suoritettiin eri olosuhteissa.Kolmikomponenttisilla materiaaleilla on etuja latausnopeuden, purkausnopeuden ja purkautumiskyvyn suhteen eri lämpötiloissa, kun taas litiumrautafosfaattimateriaaleilla on parempi syklisyys, ja ne voivat silti säilyttää yli 80 % alkuperäisestä kapasiteetista 5 000 syklin jälkeen 1 C:ssa. Litiumrauta fosfaattiakku on myös turvallisuudessa parempi kuin kolmikomponenttiset materiaalit.

Esimerkiksi perinteisesti kolmiosaisen litiumakun yksikenno on 800 kertaa ja ryhmäakun käyttöikä on 400-500 kertaa;Hyvä suorituskyky matalissa lämpötiloissa.Litiumrauta-akun syklin käyttöikä on 2000 kertaa ja ryhmäakun käyttöikä on 800-1000 kertaa;Litium-rautaakkuja on saatavana 18650 sylinterisinä (sylinterimäisiä ja kooltaan hieman suurempia kuin kolmiosaiset litiumakut) sekä pehmeissä pakkauksissa.

Litiumrautafosfaattiakun haitat: Litiumrautafosfaattiakun positiivisen elektrodin kosketustiheys on pieni ja tiheys on yleensä noin 0,8-1,3.Suuri volyymi.

 Huono johtavuus, litiumionien hidas diffuusionopeus ja alhainen todellinen ominaiskapasiteetti latauksen ja purkamisen aikana.Litiumrautafosfaattiakun suorituskyky alhaisessa lämpötilassa on heikko.(erityisen kylmässä ympäristössä, kuten talvella Euroopassa, sähköä ei voi vapautua yli -10 ℃:n lämpötiloissa).

Litium-akkujen säilytys ja huolto

On parempi purkaa litiumakku osittain kuin kokonaan ja yrittää välttää toistuvaa täydellistä purkausta.On parasta irrottaa akku heti, kun se on ladattu täyteen.

Litiumakun ikääntymisnopeus määräytyy lämpötilan ja lataustilan mukaan.Seuraava taulukko havainnollistaa akun kapasiteetin pienenemistä kahdella parametrilla.

Lämpötilalataus 40 % lataus 100 %

       0°C                              98 % kapasiteetti vuoden kuluttua 94 % kapasiteetti vuoden kuluttua 

      25°C                             96 % kapasiteetti vuoden kuluttua 80 % kapasiteetti vuoden kuluttua             

      40°C                             85 % kapasiteetti vuoden kuluttua 65 % kapasiteetti vuoden kuluttua  

      60°C 75 % kapasiteetti vuoden kuluttua 60 % kapasiteetti kolmen kuukauden kuluttua

Huolto: Kolmiosainen litiumakku on ylipurkautunut, ja akku vaurioituu myös, kun jännite on liian alhainen.On suositeltavaa huoltaa se kolmen kuukauden välein.Jos mahdollista, yritä ladata akku 40 %:iin ja säilytä se viileässä.Tällä tavalla akun oma suojapiiri voi toimia pitkän säilytysajan sisällä.Jos akku asetetaan korkeaan lämpötilaan täyteen latauksen jälkeen, se vahingoittaa akkua suuresti.

Varastointi: Lyhytaikainen varastointi: Säilytä akkua kuivassa, syövyttämättömässä kaasutilassa, jonka lämpötila ja kosteus on -20 C - 35 C 65 20 %.Jos lämpötila ja kosteus ovat korkeampia tai alhaisempia kuin tämä lämpötila ja kosteus, akun metalliosat ruostuvat tai akku vuotaa. 

Pitkäaikainen varastointi: Koska pitkäaikainen varastointi nopeuttaa akun aktiivisten aineiden itsepurkautumista ja passivoitumista, ympäristön lämpötilan ja kosteuden tulee olla välillä 10 C - 30 C 65 20 %.Samaan aikaan pitkäaikaisen varastoinnin (kuten yli vuoden) aiheuttaman itsepurkauksen ja aktiivisten aineiden passivoitumisen kielteisten vaikutusten vähentämiseksi akku tulee ladata ja purkaa kolmen kuukauden välein sen palauttamiseksi. alkuperäinen suoritus.

Käyttöikä: Normaaliolosuhteissa litiumakun paras käyttölämpötila on 20 ~ 25 ℃, joten pohjalämpötilassa litiumakun käyttöikä lyhenee puoleen.Jos normaali käyttöikä on 500 sykliä, pohjalämpötila voi olla vain alle 300 kertaa.Jos lämpötila ylittää -20 ℃, kolmiosaista akkua ei saa käyttää ollenkaan.Jos lämpötila ylittää -10 ℃, litiumrauta-akun kapasiteetti ei vapaudu.