Wprowadzenie baterii litowej do rowerów elektrycznych

Krótkie wprowadzenie baterii litowych typy

Baterie litowo-jonowe można podzielić na dwie kategorie: ciekłe akumulatory litowo-jonowe (LIB) i polimerowe akumulatory litowo-jonowe (w skrócie LIP). Polimerowe akumulatory litowo-jonowe można podzielić na akumulatory litowo-jonowe ze stałym elektrolitem polimerowym, akumulatory litowo-jonowe z elektrolitem żelowo-polimerowym i akumulatory litowo-jonowe wykonane z polimerowych materiałów katodowych; Według materiałów katodowych dzieli się je na kobaltan litu, manganian litu, nikiel litu, materiały trójskładnikowe, fosforan litowo-żelazowy itp. Większość mobilnych zasilaczy wykonana jest z manganianu litu. Podobnie jak nasze zwykłe baterie do telefonów komórkowych, wiele z nich składa się z manganianu litu i kobaltanu litu.

Obecnie głównymi materiałami na rynku pojazdów elektrycznych są trójskładnikowe akumulatory litowe (manganian litowo-niklowo-kobaltowy (nichomn) O2), manganian litu (LiMn2O4) i fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4). Obecnie najbardziej obiecującymi materiałami anodowymi stosowanymi w akumulatorach litowo-jonowych są głównie modyfikowany manganian litu (LiMn2O4), fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4) i manganian litowo-niklowo-kobaltowy (Li (Ni, Co, Co, Li). Trójskładnikowy lipolimer trójskładnikowego akumulatora litowego to akumulator litowy, którego materiałem elektrody dodatniej jest manganian litowo-niklowo-kobaltowy (Li(NiCoMn)O2).Prekursorem trójskładnikowego kompozytu dodatniego Materiał elektrody wykorzystuje sól niklu, sól kobaltu i sól manganu jako surowce, a stosunek zawartego w niej manganu niklu i kobaltu można dostosować do rzeczywistych potrzeb. W porównaniu z baterią litowo-kobaltanową, bateria z trójskładnikowym materiałem jako elektrodą dodatnią ma wyższe bezpieczeństwo, zrównoważoną pojemność i bezpieczeństwo oraz lepszą wydajność cyklu niż zwykły kobaltan litu. Na wczesnym etapie, ze względów technicznych, jego napięcie nominalne wynosiło tylko 3,5-3,6 V, co ograniczało jego zakres zastosowań ciągłe doskonalenie formuły i doskonałej konstrukcji, napięcie nominalne baterii osiągnęło 3,7 V, a jej pojemność osiągnęła lub przekroczyła poziom baterii litowo-kobaltowej. SANYO, PANASONIC, SONY, LG i SAMSUNG, pięć głównych marek baterii na świecie, wprowadziło baterie trójskładnikowe. Znaczna liczba linii baterii do notebooków zastąpiła dotychczasowe baterie litowo-kobaltowe bateriami trójskładnikowymi Baterie kobaltowe zostały całkowicie wycofane i zastąpione bateriami trójskładnikowymi. Obecnie większość małych akumulatorów o dużej mocy w kraju i za granicą wykorzystuje materiały z katodą trójskładnikową. Bateria litowo-manganianowa to bateria, której elektroda dodatnia jest wykonana z manganianu litu. Napięcie nominalne baterii litowo-manganianowej wynosi 2,5 ~ 4,2 V. Bateria litowo-manganianowa jest szeroko stosowana ze względu na niski koszt i dobre bezpieczeństwo. 

bateria litowo-manganianowa ma napięcie nominalne 3,7 V, rezystancja wewnętrzna gotowego produktu wynosi ≤ 200 mω, a wymiary produktu to maksymalnie 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

Materiał katody charakteryzuje się niskim kosztem, dobrym bezpieczeństwem i niskimi temperaturami, ale sam materiał jest niestabilny i łatwy do rozkładu w celu wytworzenia gazu, dlatego najczęściej stosuje się go w mieszaniu z innymi materiałami w celu zmniejszenia kosztów akumulatorów. Jednakże jego żywotność cykliczna szybko maleje, jest podatny na wybrzuszenia, jego działanie w wysokich temperaturach jest słabe, a jego żywotność jest stosunkowo krótka. Stosowany jest głównie do akumulatorów dużych i średnich oraz akumulatorów mocy, a jego napięcie nominalne wynosi 3,7 V. Typowymi problemami, takimi jak wybrzuszenia akumulatorów i wzdęcia, jest wypływ elektrolitu.

Pełna nazwa baterii litowo-żelazowo-fosforanowej to bateria litowo-jonowa z fosforanem litowo-żelazowym, która jest za długa. Ponieważ jego wydajność jest szczególnie odpowiednia do zastosowań energetycznych, do jego nazwy dodano słowo „moc”, a mianowicie akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy. Niektórzy nazywają to także „baterią litowo-żelazową (LiFe)”.

Wysoka wydajność wyjściowa: standardowe rozładowanie wynosi 2 ~ 5 C, ciągłe rozładowanie wysokim prądem może osiągnąć 10 C, a chwilowe wyładowanie impulsowe (10 S) może osiągnąć 2 ~ 5 C;

Dobra wydajność w wysokiej temperaturze: temperatura wewnętrzna wynosi aż 95 ℃, gdy temperatura zewnętrzna wynosi 65 ℃, a temperatura może osiągnąć 160 ℃, gdy akumulator jest rozładowany, więc struktura akumulatora jest bezpieczna i nienaruszona;

Nawet jeśli bateria zostanie uszkodzona wewnątrz lub na zewnątrz, bateria nie pali się, nie eksploduje i zapewnia najlepsze bezpieczeństwo;

Doskonała żywotność cyklu, po 500 cyklach jego zdolność rozładowania jest nadal większa niż 95%; Cykl życia akumulatora powinien wynosić 800 ~ 2000 razy.

Nadmierne rozładowanie do zera woltów nie powoduje uszkodzenia;

Można szybko ładować;

Niski koszt;

Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa o tej samej wielkości i pojemności stanowi 1/3 baterii kwasowo-ołowiowej i 1/3 baterii kwasowo-ołowiowej.

Nie ma żadnych zanieczyszczeń środowiska. Bateria nie zawiera metali ciężkich i rzadkich (akumulatory Ni-MH wymagają metali rzadkich), jest nietoksyczna (certyfikat SGS), jest wolna od zanieczyszczeń, jest zgodna z europejskimi przepisami ROHS i jest baterią absolutnie ekologiczną. Jednakże w akumulatorach kwasowo-ołowiowych występuje duża ilość ołowiu, który nadal będzie powodować wtórne zanieczyszczenie środowiska, jeśli po wyrzuceniu nie zostanie prawidłowo zutylizowany, podczas gdy materiały z fosforanu litowo-żelazowego nie powodują zanieczyszczeń podczas produkcji i użytkowania.

Porównanie trójskładnikowej baterii litowej i baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

Wykorzystując tę ​​samą strukturę akumulatorów, do produkcji akumulatorów wybrano materiały trójskładnikowe i materiały z fosforanu litowo-żelazowego, a testy rozładowania, ładowania i pracy cyklicznej przeprowadzono w różnych warunkach. Materiały trójskładnikowe mają przewagę pod względem szybkości ładowania, szybkości rozładowywania i wydajności rozładowywania w różnych temperaturach, podczas gdy materiały z fosforanu litowo-żelazowego mają lepszą wydajność cykliczną i nadal mogą utrzymać ponad 80% pojemności początkowej po 5 000 cykli w temperaturze 1 C. Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa jest również lepsza od materiałów trójskładnikowych pod względem bezpieczeństwa.

Na przykład, konwencjonalnie, pojedyncze ogniwo trójskładnikowej baterii litowej jest 800 razy, a żywotność baterii grupowej jest 400-500 razy; Dobra wydajność w niskich temperaturach. Cykl życia ogniwa litowo-żelaznego wynosi 2000 razy, a cykl życia akumulatora grupowego wynosi 800-1000 razy; Baterie litowo-żelazne dostępne są w cylindrach 18650 (cylindrycznych i nieco większych niż trójskładnikowe baterie litowe), a także w miękkich opakowaniach.

Wady baterii litowo-żelazowo-fosforanowej: Gęstość nasypowa elektrody dodatniej baterii litowo-żelazowo-fosforanowej jest niewielka, a gęstość wynosi zazwyczaj około 0,8 do 1,3. Duża objętość.

 Słaba przewodność, powolna szybkość dyfuzji jonów litu i niska rzeczywista pojemność właściwa podczas ładowania i rozładowywania w długich momentach. Wydajność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej w niskich temperaturach jest słaba. (w szczególnie zimnym środowisku, takim jak mroźna zima w Europie, energia elektryczna nie może być uwalniana w temperaturach powyżej -10 ℃).

Przechowywanie i konserwacja baterii litowych

Lepiej rozładować baterię litową częściowo niż całkowicie i starać się unikać częstego całkowitego rozładowania. Najlepiej odłączyć akumulator natychmiast po jego pełnym naładowaniu.

Szybkość starzenia się baterii litowej zależy od temperatury i stanu naładowania. Poniższa tabela ilustruje zmniejszenie pojemności akumulatora w przypadku dwóch parametrów.

Temperatura Ładowanie 40% Ładowanie 100%

       0°C                              98% wydajności po roku 94% wydajności po roku 

      25°C                             96% wydajności po roku 80% wydajności po roku             

      40°C                             85% wydajności po roku 65% wydajności po roku  

      60°C 75% wydajności po roku 60% wydajności po trzech miesiącach

Konserwacja: trójskładnikowa bateria litowa jest nadmiernie rozładowana, a bateria ulega również uszkodzeniu, gdy napięcie jest zbyt niskie. Zaleca się konserwację co trzy miesiące. Jeśli to możliwe, spróbuj naładować akumulator do 40% i przechowuj go w chłodnym miejscu. W ten sposób własny obwód ochronny akumulatora może działać przez długi okres przechowywania. Jeśli po pełnym naładowaniu akumulator zostanie umieszczony w wysokiej temperaturze, spowoduje to jego poważne uszkodzenie.

Przechowywanie: Przechowywanie krótkotrwałe: Przechowuj akumulator w suchym, niekorodującym pomieszczeniu gazowym o temperaturze i wilgotności od -20 C do 35 C 65 20%. Jeśli temperatura i wilgotność są wyższe lub niższe od tej temperatury i wilgotności, metalowe części akumulatora rdzewieją lub akumulator wycieknie. 

Długotrwałe przechowywanie: Ponieważ długotrwałe przechowywanie przyspiesza samorozładowanie i pasywację substancji aktywnych akumulatora, temperatura i wilgotność otoczenia powinny mieścić się w przedziale od 10 C do 30 C 65 20%. Jednocześnie, aby ograniczyć negatywny wpływ samorozładowania i pasywacji substancji aktywnych wywołanych długotrwałym przechowywaniem (np. ponad rok), akumulator należy raz na trzy miesiące ładować i rozładowywać, aby przywrócić mu pierwotną wydajność.

Życie: W normalnych warunkach najlepsza temperatura pracy baterii litowej wynosi 20 ~ 25 ℃, więc w warunkach dolnej temperatury żywotność baterii litowej zmniejszy się o połowę. Jeśli normalna żywotność wynosi 500 cykli, temperatura dna może być mniejsza niż 300 razy. Jeżeli temperatura przekroczy -20°C, baterii trójskładnikowej nie wolno w ogóle używać. Jeśli temperatura przekroczy -10 ℃, pojemność baterii litowo-żelaznej nie zostanie zwolniona.