Электрлік велосипедтің литий батареясын енгізу

қысқаша таныстыру литий батареяларының түрлері

Литий-ионды батареяларды екі санатқа бөлуге болады: сұйық литий-ионды батареялар (LIB) және полимерлі литий-ионды батареялар (қысқаша LIP). Полимерлі литий-ионды батареяларды қатты полимерлі электролиттік литий-ионды аккумуляторлар, гельді полимерлі электролиттік литий-ионды батареялар және полимерлі катодты материалдардан жасалған литий-ионды батареялар деп бөлуге болады; Катодтық материалдарға сәйкес ол литий кобальтаты, литий манганаты, литий никелаты, үштік материалдары, литий темір фосфаты және т.б. болып бөлінеді. Жылжымалы қуат көздерінің көпшілігі литий манганаттан жасалған. Біздің әдеттегі ұялы телефон батареялары сияқты, олардың көпшілігі литий манганат пен литий кобальтаттан жасалған.

Қазіргі уақытта электрлі көліктер нарығындағы негізгі материалдар үштік литий батареялары (литий никель кобальт манганаты (нихомн) O2), литий манганаты (LiMn2O4) және литий темір фосфаты (LiFePO4) болып табылады. Қазіргі уақытта қуатты литий-ионды аккумуляторларда қолданылатын ең перспективалы анодтық материалдар негізінен модификацияланған литий манганаты (LiMn2O4), литий темір фосфаты (LiFePO4) және литий никель кобальт манганаты (Li (Ni, Co, Co, Li) үштік аккумуляторлы тернарлы полимерлі батареялар болып табылады. электрод материалы литий никель кобальт манганаты (Li(NiCoMn)O2) үштік композициялық оң электрод материалының прекурсорлық өнімі шикізат ретінде никель тұзын, кобальт тұзын және марганец тұзын алады, ал ондағы никель-кобальт марганецінің қатынасы аккумуляторлық аккумуляторлық батареямен, кобальтты позитивті материалмен реттелуі мүмкін Электродтың қауіпсіздігі, теңдестірілген сыйымдылығы және қалыпты литий кобалтатымен салыстырғанда жақсы циклдық өнімділігі бар. Ерте кезеңде оның номиналды кернеуі тек 3,5-3,6 В болды, бұл оның қолдану ауқымын шектеді, бірақ осы уақытқа дейін формуланы және мінсіз құрылымын үздіксіз жақсартумен батареяның номиналды кернеуі 3,7 В немесе оксидті деңгейінен асып түсті. PANASONIC, SONY, LG және SAMSUNG, әлемдік бес негізгі аккумуляторлық батареяларды ұсынды Қазіргі уақытта үйде және шетелде шағын жоғары жылдамдықты батареялар үштік катодты материалдарды пайдаланады, оның оң электроды литий манганат батареясының номиналды кернеуі 2,5 ~ 4,2 В. Литий манганат батареясы оның төмен құны және жақсы қауіпсіздігі үшін кеңінен қолданылады. 

литий манганат батареясының номиналды кернеуі 3,7в, дайын өнімнің ішкі кедергісі ≤ 200mω, ал өнімнің өлшемі max19,2 * 56,5 * 69,5 мм.

төмен құны бар катодты материал, жақсы қауіпсіздік және төмен температура өнімділігі, бірақ оның материалы өзі тұрақсыз және газ генерациялау оңай ыдырайтын болып табылады, сондықтан ол негізінен батареялардың құнын төмендету үшін басқа материалдармен араластыру пайдаланылады. Дегенмен, оның циклінің мерзімі тез ыдырайды, ол дөңес, жоғары температуралық өнімділігі нашар, қызмет ету мерзімі салыстырмалы түрде қысқа. Ол негізінен үлкен және орташа батареялар мен қуат батареялары үшін қолданылады және оның номиналды кернеуі 3,7 В. Батареялардың дөңесуі және газдың пайда болуы сияқты жиі кездесетін мәселелер электролиттің ағып кетуі болып табылады.

Литий темір фосфатты батареяның толық атауы - литий темір фосфатты литий-иондық батарея, ол тым ұзын. Оның өнімділігі әсіресе қуат қолдану үшін қолайлы болғандықтан, оның атына 'қуат' сөзі қосылады, атап айтқанда литий темір фосфатты қуат батареясы. Кейбір адамдар оны 'литий темір (LiFe) қуат батареясы' деп те атайды.

Жоғары тиімділік шығысы: стандартты разряд 2 ~ 5 C, үздіксіз жоғары ток разряды 10C жетуі мүмкін, және лездік импульстік разряд (10S) 2～5C жетуі мүмкін;

Жоғары температурада жақсы өнімділік: сыртқы температура 65 ℃ болғанда ішкі температура 95 ℃ дейін жоғары, ал батарея зарядсызданған кезде температура 160 ℃ жетуі мүмкін, сондықтан батареяның құрылымы қауіпсіз және бұзылмаған;

Батареяның ішкі немесе сыртқы жағы зақымдалған болса да, батарея жанбайды, жарылып кетпейді және ең жақсы қауіпсіздікке ие;

Өте жақсы цикл мерзімі, 500 циклден кейін оның разрядтық сыйымдылығы әлі де 95% -дан жоғары; Батарея жинағының қызмет ету мерзімі 800 ~ 2000 рет болуы керек.

Нөлдік вольтке шамадан тыс разряд зақымдалмайды;

Жылдам зарядтауға болады;

Төмен баға;

Мөлшері мен сыйымдылығы бірдей литий темір фосфатты аккумулятор қорғасын-қышқылды аккумулятордың 1/3 бөлігін және қорғасын-қышқылды аккумулятордың 1/3 бөлігін құрайды.

Қоршаған ортаның ластануы жоқ. Батареяда ауыр металдар мен сирек металдар жоқ (Ni-MH батареялары сирек металдарды қажет етеді), улы емес (SGS сертификаты өткен), ластанбайды, еуропалық ROHS ережелеріне сәйкес келеді және абсолютті жасыл батарея болып табылады. Дегенмен, қорғасын-қышқылды аккумуляторларда қорғасынның көп мөлшері бар, ол лақтырылғаннан кейін дұрыс жойылмаса, қоршаған ортаны қайталама ластауға әкеледі, ал литий темір фосфатты материалдар өндіріс және пайдалану кезінде ластануы болмайды.

Үштік литий батареясы мен литий темір фосфатты батареяны салыстыру

Батареяларды жасау үшін аккумулятордың бірдей құрылымын пайдалана отырып, үштік материалдар мен литий темір фосфат материалдары таңдалды, разрядтау, зарядтау және айналдыру сынақтары әртүрлі жағдайларда жүргізілді. Үштік материалдар зарядтау жылдамдығы, разряд жылдамдығы және әртүрлі температураларда разряд өнімділігі бойынша артықшылықтарға ие, ал литий темір фосфаты материалдары жақсырақ циклдік өнімділікке ие және әлі де 1 C температурада 5 000 циклден кейін бастапқы сыйымдылықтың 80%-дан астамын сақтай алады. Литий темір фосфат батареясы да қауіпсіздікте үштік материалдардан жоғары.

Мысалы, шартты түрде, үштік литий батареясының бір ұяшығы 800 есе, ал топтық батареяның қызмет ету мерзімі 400-500 есе; Төмен температурада жақсы өнімділік. Литий темір батарея ұяшығының қызмет ету мерзімі 2000 есе, ал топтық батареяның цикл мерзімі 800-1000 рет; Темір литий батареялары 18650 цилиндрде (цилиндрлік және үштік литий батареяларынан сәл үлкенірек), сондай-ақ жұмсақ пакеттерде қол жетімді.

Литий темір фосфатты аккумулятордың кемшіліктері: литий темір фосфат батареясының оң электродының кран тығыздығы аз, ал тығыздығы әдетте шамамен 0,8-ден 1,3-ке дейін. Үлкен көлем.

 Нашар өткізгіштік, литий иондарының баяу диффузия жылдамдығы және жоғары уақытта зарядтау және разрядтау кезінде төмен нақты меншікті сыйымдылық. Литий темір фосфат батареясының төмен температуралық өнімділігі нашар. (ерекше суық ортада, мысалы, Еуропадағы қыста суық, -10℃-тан жоғары температурада электр қуатын шығару мүмкін емес).

Литий батареяларын сақтау және техникалық қызмет көрсету

Литий батареясын толығымен емес, ішінара зарядсыздандырған дұрыс және жиі толық зарядсыздануға тырысыңыз. Батареяны толығымен зарядталғаннан кейін бірден ажыратқан дұрыс.

Литий батареясының қартаю жылдамдығы температура мен зарядтау күйімен анықталады. Келесі кестеде екі параметр бойынша батарея сыйымдылығының төмендеуі көрсетілген.

Температура заряды 40% заряд 100%

       0°C                              Бір жылдан кейін 98% сыйымдылық Бір жылдан кейін 94% сыйымдылық 

      25°C                             Бір жылдан кейін 96% сыйымдылық Бір жылдан кейін 80% сыйымдылық             

      40°C                             Бір жылдан кейін 85% сыйымдылық Бір жылдан кейін 65% сыйымдылық  

      60°C Бір жылдан кейін 75% сыйымдылық үш айдан кейін 60% сыйымдылық

Техникалық қызмет көрсету: үштік литий батареясы шамадан тыс зарядсызданған және кернеу тым төмен болған кезде батарея да зақымдалған. Оны үш ай сайын ұстап тұру ұсынылады. Мүмкін болса, батареяны 40% зарядтауға тырысыңыз және оны салқын жерде сақтаңыз. Осылайша, батареяның жеке қорғаныс тізбегі ұзақ сақтау мерзімінде жұмыс істей алады. Толық зарядталғаннан кейін батарея жоғары температураға қойылса, ол батареяға үлкен зиян келтіреді.

Сақтау: Қысқа мерзімді сақтау: Батареяны температурасы мен ылғалдылығы -20 C пен 35 C 65 20% аралығындағы құрғақ, коррозияға ұшырамайтын газ орнында сақтаңыз. Температура мен ылғалдылық осы температура мен ылғалдылықтан жоғары немесе төмен болса, аккумулятордың металл бөліктері тот басады немесе батареядан ағып кетеді. 

Ұзақ мерзімді сақтау: Ұзақ мерзімді сақтау батареяның белсенді заттарының өздігінен разрядталуын және пассивациясын тездететіндіктен, қоршаған ортаның температурасы мен ылғалдылығы 10 C пен 30 C 65 20% аралығында болуы керек. Бұл ретте ұзақ уақыт сақтаудан (мысалы, бір жылдан астам) белсенді заттардың өздігінен разрядталуының және пассивациясының кері әсерін азайту үшін бастапқы өнімділігін қалпына келтіру үшін аккумуляторды үш айда бір рет зарядтап, зарядсыздандыру қажет.

Өмір сүру мерзімі: Қалыпты жағдайда литий батареясының ең жақсы қызмет көрсету температурасы 20 ~ 25 ℃, сондықтан төменгі температура жағдайында литий батареясының қызмет ету мерзімі екі есе азаяды. Қалыпты қызмет ету мерзімі 500 цикл болса, төменгі температура тек 300 еседен аз болуы мүмкін. Температура -20℃-ден асса, үштік батареяны мүлде пайдаланбауға болады. Температура -10℃-тан асса, литий темір батареясының сыйымдылығы босатылмайды.