Introdução de bateria de lítio para bicicleta elétrica

Breve introdução de bateria de lítio tipos de

As baterias de íon de lítio podem ser divididas em duas categorias: baterias de íon de lítio líquido (LIB) e baterias de polímero de íon de lítio (abreviadamente LIP).As baterias de polímero de íon-lítio podem ser divididas em baterias de íon-lítio com eletrólito de polímero sólido, baterias de íon-lítio com eletrólito de polímero em gel e baterias de íon-lítio feitas de materiais de cátodo polimérico;De acordo com os materiais do cátodo, ele é dividido em cobaltato de lítio, manganato de lítio, níquelato de lítio, materiais ternários, fosfato de ferro-lítio, etc.Tal como acontece com as nossas baterias habituais de telemóveis, muitas delas são feitas de manganato de lítio e cobaltato de lítio.

Atualmente, os principais materiais no mercado de veículos elétricos são baterias ternárias de lítio (manganato de lítio-níquel-cobalto (nichomn) O2), manganato de lítio (LiMn2O4) e fosfato de ferro-lítio (LiFePO4).Atualmente, os materiais anódicos mais promissores usados ​​​​em baterias de íon de lítio são principalmente manganato de lítio modificado (LiMn2O4), fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) e manganato de lítio-níquel-cobalto (Li (Ni, Co, Co, Li) Li-polímero ternário de bateria de lítio ternária é uma bateria de lítio cujo material de eletrodo positivo é manganato de lítio-níquel-cobalto (Li (NiCoMn) O2). O produto precursor do material de eletrodo positivo composto ternário leva sal de níquel, sal de cobalto e sal de manganês como matéria-prima e a proporção de níquel cobalto manganês pode ser ajustado de acordo com as necessidades reais. Em comparação com a bateria de cobalto de lítio, a bateria com material ternário como eletrodo positivo tem maior segurança, capacidade e segurança equilibradas e melhor desempenho do ciclo do que o cobalto de lítio normal. por motivos técnicos, sua tensão nominal era de apenas 3,5-3,6V, o que limitava sua faixa de aplicação. Mas até agora, com a melhoria contínua da fórmula e da estrutura perfeita, a tensão nominal da bateria atingiu 3,7V e sua capacidade. atingiu ou excedeu o nível da bateria de óxido de lítio-cobalto.SANYO, PANASONIC, SONY, LG e SAMSUNG, as cinco principais marcas de baterias do mundo, lançaram baterias ternárias.Um número considerável de linhas de baterias para notebooks substituiu as anteriores baterias de cobaltato de lítio por baterias ternárias.Em termos de baterias de coluna SANYO e SAMSUNG, a produção de baterias de cobaltato de lítio foi totalmente descontinuada e voltada para baterias ternárias.Atualmente, a maioria das pequenas baterias de alta potência no país e no exterior usam materiais catódicos ternários.A bateria de manganato de lítio é uma bateria cujo eletrodo positivo é feito de manganato de lítio.A tensão nominal da bateria de manganato de lítio é de 2,5 ~ 4,2 V V. A bateria de manganato de lítio é amplamente utilizada por seu baixo custo e boa segurança. 

a bateria de manganato de lítio tem uma tensão nominal de 3,7 V, a resistência interna do produto acabado é ≤ 200mω e o tamanho do produto é no máximo 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

O material do cátodo tem baixo custo, boa segurança e desempenho em baixas temperaturas, mas seu material em si é instável e fácil de se decompor para gerar gás, por isso é usado principalmente na mistura com outros materiais para reduzir o custo das baterias.No entanto, seu ciclo de vida diminui rapidamente, é propenso a inchar, seu desempenho em altas temperaturas é ruim e sua vida é relativamente curta.É usado principalmente para baterias grandes e médias e baterias de energia, e sua tensão nominal é de 3,7V.Problemas comuns, como baterias inchadas e flatulência, são a saída de eletrólito.

O nome completo da bateria de fosfato de ferro-lítio é bateria de íon-lítio de fosfato de ferro-lítio, que é muito longa.Como seu desempenho é especialmente adequado para aplicações de energia, a palavra 'potência' é adicionada ao seu nome, ou seja, bateria de energia de fosfato de ferro-lítio.Algumas pessoas também a chamam de “bateria de energia de ferro-lítio (LiFe)”.

Saída de alta eficiência: a descarga padrão é de 2 ~ 5 C, a descarga contínua de alta corrente pode atingir 10C e a descarga de pulso instantânea (10S) pode atingir 2 ~ 5C;

Bom desempenho em alta temperatura: a temperatura interna chega a 95°C quando a temperatura externa é de 65°C, e a temperatura pode chegar a 160°C quando a bateria está descarregada, então a estrutura da bateria está segura e intacta;

Mesmo que o interior ou exterior da bateria esteja danificado, a bateria não queima, não explode e tem a melhor segurança;

Excelente ciclo de vida, após 500 ciclos, sua capacidade de descarga ainda é superior a 95%;O ciclo de vida da bateria deve ser de 800 a 2.000 vezes.

A descarga excessiva para zero volts não é danificada;

Pode ser carregado rapidamente;

Baixo custo;

A bateria de fosfato de ferro-lítio com o mesmo tamanho e capacidade é 1/3 da bateria de chumbo-ácido e 1/3 da bateria de chumbo-ácido.

Não há poluição para o meio ambiente.A bateria não contém metais pesados ​​e metais raros (as baterias Ni-MH precisam de metais raros), não é tóxica (certificação SGS aprovada), é livre de poluição, está em conformidade com os regulamentos europeus ROHS e é uma bateria absolutamente verde.No entanto, existe uma grande quantidade de chumbo nas baterias de chumbo-ácido, que ainda causará poluição secundária ao meio ambiente se não for descartada adequadamente após ser descartada, enquanto os materiais de fosfato de ferro-lítio não poluem durante a produção e uso.

Comparação entre bateria ternária de lítio e bateria de fosfato de ferro-lítio

Utilizando a mesma estrutura de bateria, materiais ternários e materiais de fosfato de ferro-lítio foram selecionados para a fabricação de baterias, e os testes de descarga, carregamento e ciclagem foram realizados em diferentes condições.Os materiais ternários têm vantagens na taxa de carga, taxa de descarga e desempenho de descarga em diferentes temperaturas, enquanto os materiais de fosfato de ferro-lítio têm melhor desempenho de ciclagem e ainda podem manter mais de 80% da capacidade inicial após 5.000 ciclos em 1 C.. Ferro-lítio a bateria de fosfato também é superior aos materiais ternários em segurança.

Por exemplo, convencionalmente, a célula única da bateria de lítio ternária é 800 vezes maior, e o ciclo de vida da bateria do grupo é de 400-500 vezes;Bom desempenho em baixas temperaturas.O ciclo de vida da célula da bateria de ferro-lítio é de 2.000 vezes, e o ciclo de vida da bateria do grupo é de 800-1.000 vezes;As baterias de ferro-lítio estão disponíveis em cilindros 18.650 (cilíndricos e ligeiramente maiores que as baterias ternárias de lítio) e também em embalagens flexíveis.

Desvantagens da bateria de fosfato de ferro-lítio: A densidade de toque do eletrodo positivo da bateria de fosfato de ferro-lítio é pequena e a densidade é geralmente de cerca de 0,8 a 1,3.Grande volume.

 Má condutividade, taxa de difusão lenta de íons de lítio e baixa capacidade específica real ao carregar e descarregar em momentos elevados.O desempenho em baixas temperaturas da bateria de fosfato de ferro-lítio é ruim.(num ambiente particularmente frio, como o frio do inverno na Europa, a eletricidade não pode ser libertada a temperaturas superiores a 10℃).

Armazenamento e manutenção de baterias de lítio

É melhor descarregar a bateria de lítio parcialmente em vez de completamente e tentar evitar descargas completas frequentes.É melhor desconectar a bateria imediatamente após estar totalmente carregada.

A taxa de envelhecimento da bateria de lítio é determinada pela temperatura e pelo estado de carga.A tabela a seguir ilustra a redução da capacidade da bateria sob dois parâmetros.

Carga de temperatura 40% carga 100%

       0°C                              98% da capacidade após um ano 94% da capacidade após um ano 

      25°C                             96% da capacidade após um ano 80% da capacidade após um ano             

      40°C                             85% da capacidade após um ano 65% da capacidade após um ano  

      60°C 75% da capacidade após um ano 60% da capacidade após três meses

Manutenção: a bateria ternária de lítio está descarregada demais e a bateria também é danificada quando a tensão está muito baixa.Recomenda-se mantê-lo a cada três meses.Se possível, tente carregar a bateria até 40% e mantenha-a em local fresco.Desta forma, o próprio circuito de proteção da bateria pode operar durante um longo período de armazenamento.Se a bateria for colocada em alta temperatura após estar totalmente carregada, isso causará grandes danos à bateria.

Armazenamento: Armazenamento de curto prazo: Armazene a bateria em local seco e não corrosivo com gás, com temperatura e umidade entre -20 C e 35 C 65 20%.Se a temperatura e a umidade forem superiores ou inferiores a essa temperatura e umidade, as partes metálicas da bateria enferrujarão ou a bateria vazará. 

Armazenamento de longo prazo: Como o armazenamento de longo prazo acelera a autodescarga e a passivação das substâncias ativas da bateria, a temperatura ambiente e a umidade devem estar entre 10 C e 30 C 65 20%.Ao mesmo tempo, a fim de reduzir o impacto negativo da autodescarga e passivação de substâncias ativas causadas pelo armazenamento a longo prazo (como mais de um ano), a bateria deve ser carregada e descarregada uma vez a cada três meses para restaurar o seu desempenho original.

Vida útil: Em circunstâncias normais, a melhor temperatura de serviço da bateria de lítio é de 20 ~ 25 ℃, portanto, sob a condição de temperatura inferior, a vida útil da bateria de lítio será reduzida pela metade.Se a vida normal for de 500 ciclos, a temperatura inferior poderá ser apenas inferior a 300 vezes.Se a temperatura exceder -20°C, a bateria ternária não poderá ser usada.Se a temperatura exceder -10°C, a capacidade da bateria de ferro-lítio não será liberada.