Uvođenje litijske baterije za električni bicikl

Kratak uvod u litijskih baterija vrste

Litij-ionske baterije mogu se podijeliti u dvije kategorije: tekuće litij-ionske baterije (LIB) i polimerne litij-ionske baterije (skraćeno LIP). Polimerne litij-ionske baterije mogu se podijeliti na litij-ionske baterije s čvrstim polimernim elektrolitom, litij-ionske baterije s gel polimernim elektrolitom i litij-ionske baterije izrađene od polimernih katodnih materijala; Prema katodnim materijalima dijeli se na litij kobaltat, litij manganat, litij niklat, ternarne materijale, litij željezo fosfat itd. Većina mobilnih izvora napajanja izrađena je od litij manganata. Poput naših uobičajenih baterija za mobilne telefone, mnoge od njih izrađene su od litij manganata i litij kobaltata.

Trenutačno su glavni materijali na tržištu električnih vozila ternarne litijeve baterije (litij nikal kobalt manganat (nichomn) O2), litij manganat (LiMn2O4) i litij željezo fosfat (LiFePO4). Trenutno, najperspektivniji anodni materijali koji se koriste u energetskim litij-ionskim baterijama uglavnom su modificirani litij-manganat (LiMn2O4), litij-željezo-fosfat (LiFePO4) i litij-nikl-kobalt-manganat (Li (Ni, Co, Co, Li). Ternarni li-polimer ternarne litijeve baterije je litijeva baterija čiji je materijal pozitivne elektrode litij-nikal kobalt manganat (Li(NiCoMn)O2).prekursorski proizvod ternarnog kompozitnog materijala elektrode kao sirovine uzima sol nikla, kobalta i mangana, a u usporedbi s litij kobaltatnom baterijom, baterija s ternarnim materijalom kao pozitivnom elektrodom ima veću sigurnost, uravnotežen kapacitet i bolju učinkovitost ciklusa. U ranoj fazi, zbog tehničkih razloga, njegov nominalni napon je bio samo 3,5-3,6 V, ali do sada je, uz kontinuirano poboljšanje formule i savršene strukture, nominalni napon baterije dosegao ili premašio razinu litij-kobalt-oksidne baterije Veliki proizvođači baterija za prijenosna računala zamijenili su prethodne litij-kobaltatne baterije s trojnim baterijama SANYO i SAMSUNG, proizvodnja litij-kobaltatnih baterija je u potpunosti prekinuta i koristi se trojnim baterijama Materijali. Litij-manganatna baterija je baterija čija je pozitivna elektroda napravljena od litij-manganatne baterije. 

litij-manganatna baterija ima nominalni napon od 3,7 V, unutarnji otpor gotovog proizvoda je ≤ 200 mω, a veličina proizvoda je max19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

Katodni materijal s niskom cijenom, dobrom sigurnošću i performansama na niskim temperaturama, ali je sam materijal nestabilan i lako se razgrađuje za stvaranje plina, pa se uglavnom koristi u miješanju s drugim materijalima kako bi se smanjio trošak baterija. Međutim, njegov životni vijek se brzo smanjuje, sklon je izbočenju, njegove performanse pri visokim temperaturama su loše, a životni vijek mu je relativno kratak. Uglavnom se koristi za velike i srednje baterije i baterije, a nazivni napon mu je 3,7 V. Uobičajeni problemi, kao što su ispupčene baterije i nadutost, su istjecanje elektrolita.

Puni naziv litij željezo fosfatne baterije je litij željezo fosfatna litij ionska baterija, što je predugo. Budući da je njegova izvedba posebno prikladna za primjenu energije, riječ 'power' je dodana njenom nazivu, odnosno baterija za napajanje litij željezo fosfat. Neki ljudi to zovu i 'litij-željezna (LiFe) baterija'.

Izlaz visoke učinkovitosti: standardno pražnjenje je 2 ~ 5 C, neprekidno pražnjenje velike struje može doseći 10 C, a trenutno pulsno pražnjenje (10 S) može doseći 2 ~ 5 C;

Dobre performanse na visokoj temperaturi: unutarnja temperatura je čak 95 ℃ kada je vanjska temperatura 65 ℃, a temperatura može doseći 160 ℃ kada je baterija ispražnjena, tako da je struktura baterije sigurna i netaknuta;

Čak i ako je unutarnji ili vanjski dio baterije oštećen, baterija ne gori, ne eksplodira i ima najbolju sigurnost;

Izvrstan vijek trajanja ciklusa, nakon 500 ciklusa, njegov kapacitet pražnjenja je još uvijek veći od 95%; Vijek trajanja baterije trebao bi biti 800 ~ 2000 puta.

Pretjerano pražnjenje do nula volti nije oštećeno;

Može se brzo napuniti;

Niska cijena;

Litij željezo fosfatna baterija iste veličine i kapaciteta je 1/3 olovne baterije i 1/3 olovne baterije.

Nema zagađenja okoliša. Baterija ne sadrži teške metale i rijetke metale (Ni-MH baterije trebaju rijetke metale), nije toksična (SGS certifikat prošao), ne zagađuje okoliš, u skladu je s europskim ROHS propisima i apsolutno je zelena baterija. Međutim, postoji velika količina olova u olovno-kiselim baterijama, koje će i dalje uzrokovati sekundarno onečišćenje okoliša ako se nakon odlaganja ne odloži pravilno, dok litij željezo fosfatni materijali nemaju zagađenje tijekom proizvodnje i upotrebe.

Usporedba ternarne litijeve baterije i litij željezo fosfatne baterije

Koristeći istu strukturu baterije, ternarni materijali i materijali litij željezo fosfat odabrani su za izradu baterija, a testovi pražnjenja, punjenja i ciklusa provedeni su pod različitim uvjetima. Ternarni materijali imaju prednosti u brzini punjenja, brzini pražnjenja i performansama pražnjenja na različitim temperaturama, dok litij-željezo-fosfatni materijali imaju bolju cikličku izvedbu i još uvijek mogu održavati više od 80% početnog kapaciteta nakon 5 000 ciklusa u 1 C. Litij-željezo-fosfatna baterija također je bolja od ternarnih materijala u sigurnosti.

Na primjer, konvencionalno, jedna ćelija ternarne litijeve baterije je 800 puta, a vijek ciklusa skupne baterije je 400-500 puta; Dobre performanse na niskim temperaturama. Životni ciklus litij-željeznih baterijskih ćelija je 2000 puta, a životni ciklus skupne baterije je 800-1000 puta; Litij-željezne baterije dostupne su u 18650 cilindara (cilindričnih i nešto većih dimenzija od ternarnih litijevih baterija), a također iu mekim pakiranjima.

Nedostaci litij-željezo-fosfatne baterije: Gustoća slavine pozitivne elektrode litij-željezo-fosfatne baterije je mala, a gustoća je općenito oko 0,8 do 1,3. Veliki volumen.

 Loša vodljivost, spora brzina difuzije litijevih iona i mali stvarni specifični kapacitet pri punjenju i pražnjenju u velikim vremenima. Niskotemperaturne performanse litij željezo fosfatne baterije su loše. (u posebno hladnom okruženju, kao što je hladno zimi u Europi, električna energija se ne može osloboditi na temperaturama iznad -10 ℃).

Skladištenje i održavanje litijevih baterija

Bolje je litijsku bateriju isprazniti djelomično umjesto potpuno i pokušajte izbjeći često potpuno pražnjenje. Najbolje je isključiti bateriju odmah nakon što je potpuno napunjena.

Brzina starenja litijske baterije određena je temperaturom i stanjem punjenja. Sljedeća tablica ilustrira smanjenje kapaciteta baterije prema dva parametra.

Temperaturno punjenje 40% punjenje 100%

       0°C                              98% kapaciteta nakon godinu dana 94% kapaciteta nakon godinu dana 

      25°C                             96% kapaciteta nakon godinu dana 80% kapaciteta nakon godinu dana             

      40°C                             85% kapaciteta nakon godinu dana 65% kapaciteta nakon godinu dana  

      60°C 75% kapaciteta nakon godinu dana 60% kapaciteta nakon tri mjeseca

Održavanje: ternarna litijska baterija je previše ispražnjena, a baterija je također oštećena kada je napon prenizak. Preporuča se održavanje svaka tri mjeseca. Ako je moguće, pokušajte napuniti bateriju do 40% i držite je na hladnom mjestu. Na taj način vlastiti zaštitni krug baterije može raditi tijekom dugog razdoblja skladištenja. Ako se baterija stavi na visoku temperaturu nakon što je potpuno napunjena, to će uzrokovati velika oštećenja baterije.

Skladištenje: Kratkotrajno skladištenje: Čuvajte bateriju na suhom, nekorozivnom plinskom mjestu s temperaturom i vlagom između -20 C i 35 C 65 20%. Ako su temperatura i vlažnost više ili niže od ove temperature i vlažnosti, metalni dijelovi baterije će zahrđati ili će baterija curiti. 

Dugotrajno skladištenje: Budući da će dugotrajno skladištenje ubrzati samopražnjenje i pasivizaciju aktivnih tvari baterije, temperatura i vlažnost okoline trebaju biti između 10 C i 30 C 65 20%. U isto vrijeme, kako bi se smanjio negativan utjecaj samopražnjenja i pasivizacije aktivnih tvari uzrokovanih dugotrajnim skladištenjem (kao što je više od jedne godine), bateriju treba puniti i prazniti jednom svaka tri mjeseca kako bi se vratila njezina izvorna učinkovitost.

Životni vijek: U normalnim okolnostima, najbolja radna temperatura litijske baterije je 20 ~25 ℃, tako da će pod uvjetom donje temperature radni vijek litijske baterije biti prepolovljen. Ako je normalni životni vijek 500 ciklusa, donja temperatura može biti samo 300 puta manja. Ako temperatura prelazi -20 ℃, ternarna baterija se uopće ne smije koristiti. Ako temperatura prijeđe -10 ℃, kapacitet litij željezne baterije neće biti oslobođen.