Introductie van de lithiumbatterij voor elektrische fietsen

Korte introductie van lithiumbatterijen typen

Lithium-ionbatterijen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: vloeibare lithium-ionbatterijen (LIB) en polymeer lithium-ionbatterijen (kortweg LIP).Polymeer-lithium-ionbatterijen kunnen worden onderverdeeld in lithium-ionbatterijen van vast polymeerelektrolyt, lithium-ionbatterijen van gelpolymeerelektrolyt en lithium-ionbatterijen gemaakt van polymeerkathodematerialen;Volgens de kathodematerialen is het verdeeld in lithiumkobaltaat, lithiummanganaat, lithiumnikkelaat, ternaire materialen, lithiumijzerfosfaat, enz. De meeste mobiele voedingen zijn gemaakt van lithiummanganaat.Net als onze gebruikelijke batterijen voor mobiele telefoons zijn veel ervan gemaakt van lithiummanganaat en lithiumkobaltaat.

Momenteel zijn de belangrijkste materialen op de markt voor elektrische voertuigen ternaire lithiumbatterijen (lithium-nikkel-kobaltmanganaat (nichomn) O2), lithiummanganaat (LiMn2O4) en lithiumijzerfosfaat (LiFePO4).Momenteel zijn de meest veelbelovende anodematerialen die worden gebruikt in lithiumionbatterijen voornamelijk gemodificeerd lithiummanganaat (LiMn2O4), lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) en lithiumnikkelkobaltmanganaat (Li (Ni, Co, Co, Li). Ternair li-polymeer van ternaire lithiumbatterij is een lithiumbatterij waarvan het positieve elektrodemateriaal lithiumnikkelkobaltmanganaat (Li (NiCoMn) O2) is. Het voorloperproduct van ternair composiet positief elektrodemateriaal neemt nikkelzout, kobaltzout en mangaanzout als grondstoffen, en de verhouding daarvan. nikkel-kobalt-mangaan daarin kan worden aangepast aan de werkelijke behoeften. Vergeleken met de lithiumkobaltaatbatterij heeft de batterij met ternair materiaal als positieve elektrode een hogere veiligheid, een evenwichtige capaciteit en veiligheid en betere cyclusprestaties dan normaal lithiumkobaltaat. vanwege technische redenen was de nominale spanning slechts 3,5-3,6 V, wat het toepassingsbereik beperkte. Maar tot nu toe, met de voortdurende verbetering van de formule en de perfecte structuur, heeft de nominale spanning van de batterij 3,7 V bereikt, en ook de capaciteit ervan. het niveau van de lithiumkobaltoxidebatterij heeft bereikt of overschreden.SANYO, PANASONIC, SONY, LG en SAMSUNG, de vijf grootste batterijmerken ter wereld, hebben ternaire batterijen geïntroduceerd.Een aanzienlijk aantal notebookbatterijlijnen heeft de vorige lithiumkobaltaatbatterijen vervangen door ternaire batterijen.Wat de SANYO- en SAMSUNG-kolombatterijen betreft, is de productie van lithiumkobaltaatbatterijen volledig stopgezet en overgeschakeld op ternaire batterijen.Momenteel gebruiken de meeste kleine batterijen met hoog vermogen in binnen- en buitenland ternaire kathodematerialen.Lithiummanganaatbatterij is een batterij waarvan de positieve elektrode is gemaakt van lithiummanganaat.De nominale spanning van de lithiummangaanbatterij is 2,5 ~ 4,2 V. Lithiummangaanbatterij wordt veel gebruikt vanwege de lage kosten en goede veiligheid. 

lithium-manganaatbatterij heeft een nominale spanning van 3,7 V, de interne weerstand van het eindproduct is ≤ 200 mω en de productgrootte is max. 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

Het kathodemateriaal met lage kosten, goede veiligheid en prestaties bij lage temperaturen, maar het materiaal zelf is onstabiel en gemakkelijk te ontleden om gas te genereren, dus wordt het meestal gebruikt bij het mengen met andere materialen om de kosten van batterijen te verlagen.De levensduur van het materiaal neemt echter snel af, het is gevoelig voor uitpuilen, de prestaties bij hoge temperaturen zijn slecht en de levensduur is relatief kort.Het wordt voornamelijk gebruikt voor grote en middelgrote batterijen en krachtbatterijen, en de nominale spanning is 3,7 V.Veel voorkomende problemen, zoals uitpuilende batterijen en winderigheid, zijn de uitstroom van elektrolyt.

De volledige naam van de lithium-ijzerfosfaatbatterij is de lithium-ijzerfosfaat-lithiumionbatterij, die te lang is.Omdat de prestaties bijzonder geschikt zijn voor stroomtoepassingen, wordt het woord 'power' aan de naam toegevoegd, namelijk de lithium-ijzerfosfaat-energiebatterij.Sommige mensen noemen het ook wel 'lithium-ijzer (LiFe)-stroombatterij'.

Hoog rendement: standaard ontlading is 2 ~ 5 C, continue hoge stroomontlading kan 10C bereiken, en onmiddellijke pulsontlading (10S) kan 2 ~ 5C bereiken;

Goede prestaties bij hoge temperaturen: de interne temperatuur is zo hoog als 95℃ wanneer de externe temperatuur 65℃ is, en de temperatuur kan 160℃ bereiken wanneer de batterij ontladen is, dus de structuur van de batterij is veilig en intact;

Zelfs als de binnen- of buitenkant van de batterij beschadigd is, brandt de batterij niet, explodeert niet en heeft de beste veiligheid;

Uitstekende levensduur, na 500 cycli is de ontladingscapaciteit nog steeds groter dan 95%;De levensduur van het batterijpakket moet 800 ~ 2000 keer zijn.

Overontlading tot nul volt wordt niet beschadigd;

Kan snel worden opgeladen;

Goedkoop;

De lithium-ijzerfosfaatbatterij met dezelfde grootte en capaciteit is 1/3 van die van een loodzuurbatterij en 1/3 van die van een loodzuurbatterij.

Er is geen vervuiling van het milieu.De batterij bevat geen zware metalen en zeldzame metalen (Ni-MH-batterijen hebben zeldzame metalen nodig), is niet giftig (SGS-certificering geslaagd), is vrij van vervuiling, voldoet aan de Europese ROHS-regelgeving en is een absoluut groene batterij.Er zit echter een grote hoeveelheid lood in loodzuurbatterijen, die nog steeds secundaire vervuiling van het milieu zullen veroorzaken als ze niet op de juiste manier worden weggegooid nadat ze zijn weggegooid, terwijl lithiumijzerfosfaatmaterialen tijdens de productie en het gebruik geen vervuiling veroorzaken.

Vergelijking van ternaire lithiumbatterij en lithiumijzerfosfaatbatterij

Met behulp van dezelfde batterijstructuur werden ternaire materialen en lithiumijzerfosfaatmaterialen geselecteerd om batterijen te maken, en de tests van ontladen, opladen en fietsen werden onder verschillende omstandigheden uitgevoerd.Ternaire materialen hebben voordelen wat betreft laadsnelheid, ontlaadsnelheid en ontlaadprestaties bij verschillende temperaturen, terwijl lithiumijzerfosfaatmaterialen betere cyclusprestaties hebben en na 5.000 cycli bij 1 C nog steeds meer dan 80% van de initiële capaciteit kunnen behouden. Lithiumijzer De fosfaatbatterij is ook qua veiligheid superieur aan ternaire materialen.

Conventioneel is de enkele cel van een ternaire lithiumbatterij bijvoorbeeld 800 keer en de levensduur van een groepsbatterij 400-500 keer;Goede prestaties bij lage temperaturen.De levensduur van de lithium-ijzerbatterijcel is 2000 keer, en de levensduur van de groepsbatterij is 800-1000 keer;Lithium-ijzerbatterijen zijn verkrijgbaar in cilinders van 18650 (cilindrisch en iets groter dan ternaire lithiumbatterijen), en ook in zachte verpakkingen.

Nadelen van de lithium-ijzerfosfaatbatterij: De tikdichtheid van de positieve elektrode van de lithium-ijzerfosfaatbatterij is klein en de dichtheid is over het algemeen ongeveer 0,8 tot 1,3.Groot volume.

 Slechte geleidbaarheid, langzame diffusiesnelheid van lithiumionen en lage feitelijke specifieke capaciteit bij opladen en ontladen op hoge tijden.De prestaties bij lage temperaturen van de lithium-ijzerfosfaatbatterij zijn slecht.(in een bijzonder koude omgeving, zoals in de winter in Europa, kan er bij temperaturen boven de -10℃ geen elektriciteit vrijkomen).

Opslag en onderhoud van lithiumbatterijen

Het is beter om de lithiumbatterij gedeeltelijk te ontladen in plaats van volledig, en te proberen frequente volledige ontlading te voorkomen.Het is het beste om de batterij onmiddellijk los te koppelen nadat deze volledig is opgeladen.

De verouderingssnelheid van een lithiumbatterij wordt bepaald door de temperatuur en de laadstatus.De volgende tabel illustreert de vermindering van de batterijcapaciteit onder twee parameters.

Temperatuur opladen 40% opladen 100%

       0°C                              98% capaciteit na één jaar 94% capaciteit na één jaar 

      25°C                             96% capaciteit na één jaar 80% capaciteit na één jaar             

      40°C                             85% capaciteit na één jaar 65% capaciteit na één jaar  

      60°C 75% capaciteit na één jaar 60% capaciteit na drie maanden

Onderhoud: de ternaire lithiumbatterij is te diep ontladen en de batterij raakt ook beschadigd als de spanning te laag is.Het wordt aanbevolen om het elke drie maanden te onderhouden.Probeer indien mogelijk de batterij tot 40% op te laden en bewaar deze op een koele plaats.Op deze manier kan het eigen beveiligingscircuit van de batterij binnen een lange opslagperiode functioneren.Als de batterij, nadat deze volledig is opgeladen, op een hoge temperatuur wordt geplaatst, zal dit grote schade aan de batterij veroorzaken.

Opslag: Kortetermijnopslag: Bewaar de batterij op een droge, niet-corrosieve gasplaats met een temperatuur en vochtigheid tussen -20 C en 35 C 65 20%.Als de temperatuur en luchtvochtigheid hoger of lager zijn dan deze temperatuur en luchtvochtigheid, zullen de metalen delen van de batterij gaan roesten of zal de batterij gaan lekken. 

Langdurige opslag: Omdat langdurige opslag de zelfontlading en passivering van actieve stoffen van de batterij versnelt, moeten de omgevingstemperatuur en luchtvochtigheid tussen 10 C en 30 C 65 20% liggen.Tegelijkertijd moet de batterij, om de negatieve impact van zelfontlading en passivatie van actieve stoffen veroorzaakt door langdurige opslag (zoals meer dan een jaar) te verminderen, eens in de drie maanden worden opgeladen en ontladen om de batterij te herstellen. originele uitvoering.

Levensduur: Onder normale omstandigheden is de beste bedrijfstemperatuur van de lithiumbatterij 20 ~ 25 ℃, dus onder de voorwaarde van de bodemtemperatuur wordt de levensduur van de lithiumbatterij met de helft verkort.Als de normale levensduur 500 cycli bedraagt, mag de bodemtemperatuur slechts minder dan 300 keer bedragen.Als de temperatuur boven de -20℃ komt, mag de ternaire batterij helemaal niet worden gebruikt.Als de temperatuur -10℃ overschrijdt, wordt de capaciteit van de lithium-ijzerbatterij niet vrijgegeven.