Introdución da batería de litio para bicicleta eléctrica

Breve introdución de de baterías de litio tipos

As baterías de ión-litio pódense dividir en dúas categorías: baterías de ión-litio líquido (LIB) e baterías de ión-litio de polímero (LIP para abreviar). As baterías de iones de litio de polímero pódense dividir en baterías de iones de litio de electrólitos de polímero sólido, baterías de iones de litio de electrólitos de xel e baterías de iones de litio feitas de materiais de cátodo de polímero; Segundo os materiais do cátodo, divídese en cobaltato de litio, manganato de litio, niquelato de litio, materiais ternarios, fosfato de ferro de litio, etc. A maioría das fontes de alimentación móbiles están feitas de manganato de litio. Do mesmo xeito que as baterías habituais dos nosos teléfonos móbiles, moitas delas están feitas de manganato de litio e cobaltato de litio.

Na actualidade, os principais materiais no mercado de vehículos eléctricos son as baterías de litio ternarias ( manganato de litio níquel cobalto (nichomn) O2), manganato de litio (LiMn2O4) e fosfato de ferro de litio (LiFePO4). Na actualidade, os materiais de ánodo máis prometedores utilizados nas baterías de ión de litio son principalmente manganato de litio modificado (LiMn2O4), fosfato de ferro de litio (LiFePO4) e manganato de níquel-litio cobalto (Li (Ni, Co, Co, Li) Li-polímero ternario de batería de litio ternario que é un material de electrodo de litio positivo co litio. manganato (Li(NiCoMn)O2) O produto precursor do material de electrodo positivo composto ternario toma sal de níquel, sal de cobalto e sal de manganeso como materias primas, e a proporción de níquel cobalto manganeso nel pode axustarse segundo as necesidades reais. Na fase inicial, por razóns técnicas, a súa tensión nominal era de só 3,5-3,6 V, o que limita o seu rango de aplicación. Pero ata agora, coa mellora continua da fórmula e a estrutura perfecta, a tensión nominal da batería chegou a 3,7 V, e a súa capacidade alcanzou ou superou o nivel da batería de óxido de litio cobalto das marcas máis importantes do mundo, SANYO, PANA, SAMS, LG, LG, SAMS e LG. Introduciron baterías ternarias. Un número considerable de liñas de baterías de portátiles substituíron as baterías de cobalto de litio anteriores por baterías ternarias O electrodo está feito de manganato de litio. A tensión nominal da batería de manganato de litio é de 2,5 ~ 4,2 V V. A batería de manganato de litio é amplamente utilizada polo seu baixo custo e boa seguridade. 

A batería de manganato de litio ten unha tensión nominal de 3,7 V, a resistencia interna do produto acabado é ≤ 200 mω e o tamaño do produto é de 19,2 * 56,5 * 69,5 mm como máximo.

O material do cátodo con baixo custo, boa seguridade e rendemento a baixa temperatura, pero o seu material en si é inestable e fácil de descompoñer para xerar gas, polo que se usa principalmente en mesturar con outros materiais para reducir o custo das baterías. Non obstante, o seu ciclo de vida decae rapidamente, é propenso a abultarse, o seu rendemento a altas temperaturas é pobre e a súa vida útil é relativamente curta. Utilízase principalmente para baterías grandes e medianas e baterías de potencia, e a súa tensión nominal é de 3,7 V. Os problemas comúns, como as baterías abultadas e a flatulencia, son a saída de electrólitos.

O nome completo da batería de fosfato de ferro de litio é batería de iones de litio de fosfato de ferro de litio, que é demasiado longa. Debido a que o seu rendemento é especialmente axeitado para a aplicación de enerxía, a palabra 'poder' engádese ao seu nome, é dicir, batería de enerxía de fosfato de ferro de litio. Algunhas persoas tamén o chaman 'batería de ferro de litio (LiFe)'.

Saída de alta eficiencia: a descarga estándar é de 2 ~ 5 C, a descarga de alta corrente continua pode chegar a 10 C e a descarga de pulso instantánea (10 S) pode chegar a 2 ~ 5 C;

Bo rendemento a altas temperaturas: a temperatura interna é de ata 95 ℃ cando a temperatura externa é de 65 ℃, e a temperatura pode alcanzar os 160 ℃ cando a batería está descargada, polo que a estrutura da batería está segura e intacta;

Aínda que o interior ou o exterior da batería estea danado, a batería non se queima, non explota e ten a mellor seguridade;

Excelente ciclo de vida, despois de 500 ciclos, a súa capacidade de descarga aínda é superior ao 95%; O ciclo de vida da batería debe ser de 800 ~ 2000 veces.

A sobredescarga a cero voltios non está danada;

Pódese cargar rapidamente;

Baixo custo;

A batería de fosfato de ferro de litio co mesmo tamaño e capacidade é 1/3 da batería de chumbo-ácido e 1/3 da batería de chumbo-ácido.

Non hai contaminación para o medio ambiente. A batería non contén metais pesados ​​nin metais raros (as baterías de Ni-MH necesitan metais raros), non é tóxica (aprobouse a certificación SGS), non contamina, cumpre coa normativa europea ROHS e é unha batería totalmente verde. Non obstante, hai unha gran cantidade de chumbo nas baterías de chumbo-ácido, o que aínda causará contaminación secundaria para o medio ambiente se non se elimina correctamente despois de ser descartado, mentres que os materiais de fosfato de ferro de litio non contaminan durante a produción e o uso.

Comparación de batería de litio ternario e batería de litio fosfato de ferro

Utilizando a mesma estrutura de batería, seleccionáronse materiais ternarios e materiais de fosfato de ferro de litio para fabricar baterías, e realizáronse as probas de descarga, carga e ciclo en diferentes condicións. Os materiais ternarios teñen vantaxes na taxa de carga, taxa de descarga e rendemento de descarga a diferentes temperaturas, mentres que os materiais de fosfato de ferro de litio teñen un mellor rendemento de ciclo e aínda poden manter máis do 80% da capacidade inicial despois de 5 000 ciclos en 1 C. A batería de fosfato de ferro de litio tamén é superior aos materiais ternarios en seguridade.

Por exemplo, convencionalmente, a única célula da batería de litio ternaria é de 800 veces e o ciclo de vida da batería do grupo é de 400-500 veces; Bo rendemento a baixa temperatura. O ciclo de vida da pila de batería de ferro de litio é de 2000 veces e a vida cíclica da batería do grupo é de 800-1000 veces; As baterías de ferro de litio están dispoñibles en cilindros 18650 (cilíndricos e de tamaño lixeiramente máis grandes que as baterías de litio ternarias), e tamén en paquetes brandos.

Desvantaxes da batería de fosfato de ferro de litio: a densidade do electrodo positivo da batería de fosfato de ferro de litio é pequena e a densidade xeralmente é de 0,8 a 1,3. Gran volume.

 Condutividade deficiente, taxa de difusión lenta de ións de litio e baixa capacidade específica real ao cargar e descargar en horas altas. O rendemento a baixa temperatura da batería de fosfato de ferro de litio é pobre. (Nun ambiente especialmente frío, como o frío no inverno en Europa, a electricidade non se pode liberar a temperaturas superiores a 10 ℃).

Almacenamento e mantemento de baterías de litio

É mellor descargar a batería de litio parcialmente en lugar de por completo, e tentar evitar a descarga completa frecuente. É mellor desconectar a batería inmediatamente despois de que estea completamente cargada.

A taxa de envellecemento da batería de litio está determinada pola temperatura e o estado de carga. A seguinte táboa ilustra a redución da capacidade da batería baixo dous parámetros.

Carga de temperatura 40% Carga 100%

       0°C                              Capacidade 98 % despois dun ano Capacidade 94 % despois dun ano 

      25 °C                             96 % da capacidade despois dun ano 80 % da capacidade despois dun ano             

      40 °C                             85 % da capacidade despois dun ano 65 % da capacidade despois dun ano  

      60 °C 75 % da capacidade despois dun ano 60 % da capacidade despois de tres meses

Mantemento: a batería de litio ternaria está demasiado descargada e a batería tamén está danada cando a tensión é demasiado baixa. Recoméndase mantelo cada tres meses. Se é posible, intente cargar a batería ao 40% e manteña nun lugar fresco. Deste xeito, o propio circuíto de protección da batería pode funcionar nun longo período de almacenamento. Se a batería se coloca a alta temperatura despois de estar completamente cargada, causará grandes danos na batería.

Almacenamento: Almacenamento a curto prazo: Almacene a batería nun lugar seco e non corrosivo, cunha temperatura e humidade entre -20 C e 35 C 65 20%. Se a temperatura e a humidade son superiores ou inferiores a esta temperatura e humidade, as partes metálicas da batería oxidaranse ou a batería perderá. 

Almacenamento a longo prazo: como o almacenamento a longo prazo acelerará a autodescarga e a pasivación das substancias activas da batería, a temperatura e humidade ambiente deben estar entre 10 C e 30 C 65 20 %. Ao mesmo tempo, para reducir o impacto negativo da autodescarga e da pasivación das substancias activas causada polo almacenamento a longo prazo (como máis dun ano), a batería debe cargarse e descargarse unha vez cada tres meses para restaurar o seu rendemento orixinal.

Vida útil: en circunstancias normais, a mellor temperatura de servizo da batería de litio é de 20 ~ 25 ℃, polo que baixo a condición de temperatura inferior, a vida útil da batería de litio reducirase á metade. Se a vida normal é de 500 ciclos, a temperatura inferior só pode ser inferior a 300 veces. Se a temperatura supera os -20 ℃, é posible que non se utilice a batería ternaria. Se a temperatura supera os -10 ℃, a capacidade da batería de ferro de litio non se liberará.