Predstavitev litijeve baterije za električno kolo

Kratka predstavitev litijevih baterij vrste

Litij-ionske baterije lahko razdelimo v dve kategoriji: tekoče litij-ionske baterije (LIB) in polimerne litij-ionske baterije (kratko LIP).Polimerne litij-ionske baterije lahko razdelimo na litij-ionske baterije s trdnim polimernim elektrolitom, litij-ionske baterije z gelnim polimernim elektrolitom in litij-ionske baterije iz polimernih katodnih materialov;Glede na katodne materiale je razdeljen na litijev kobaltat, litijev manganat, litijev nikelat, ternarne materiale, litijev železov fosfat itd. Večina mobilnih napajalnikov je izdelanih iz litijevega manganata.Tako kot naše običajne baterije za mobilne telefone je tudi veliko njih izdelanih iz litijevega manganata in litijevega kobaltata.

Trenutno so glavni materiali na trgu električnih vozil trikomponentne litijeve baterije (litijev nikelj kobalt manganat (nichomn) O2), litijev manganat (LiMn2O4) in litijev železov fosfat (LiFePO4).Trenutno so najbolj obetavni anodni materiali, ki se uporabljajo v električnih litij-ionskih baterijah, predvsem modificiran litijev manganat (LiMn2O4), litijev železov fosfat (LiFePO4) in litijev nikelj kobalt manganat (Li (Ni, Co, Co, Li) ternarni li-polimer Ternarna litijeva baterija je litijeva baterija, katere material pozitivne elektrode je litijev nikelj-kobalt manganat (Li(NiCoMn)O2). Predhodni produkt trojne kompozitne pozitivne elektrode je nikljeva sol, kobaltova sol in manganova sol kot surovine ter razmerje med V primerjavi z litij-kobaltatno baterijo ima višjo varnost, uravnoteženo zmogljivost in varnost ter boljšo zmogljivost cikla kot običajna litijeva kobaltatna baterija v zgodnji fazi. zaradi tehničnih razlogov je bila njegova nominalna napetost le 3,5-3,6 V, kar je omejevalo njeno področje uporabe, vendar je do zdaj z nenehnim izboljševanjem formule in popolne strukture nazivna napetost baterije dosegla 3,7 V in njena zmogljivost. je dosegel ali presegel raven litij-kobalt-oksidne baterije.SANYO, PANASONIC, SONY, LG in SAMSUNG, pet največjih svetovnih blagovnih znamk baterij, so predstavile trojne baterije.Precejšnje število linij baterij za prenosne računalnike je zamenjalo prejšnje litij-kobaltatne baterije s trojnimi baterijami.Kar zadeva kolonske baterije SANYO in SAMSUNG, je bila proizvodnja litij-kobaltatnih baterij popolnoma opuščena in preusmerjena na trojne baterije.Trenutno večina majhnih visokozmogljivih baterij doma in v tujini uporablja trikomponentne katodne materiale.Litijeva manganatna baterija je baterija, katere pozitivna elektroda je izdelana iz litijevega manganata.Nazivna napetost litijeve manganatne baterije je 2,5 ~ 4,2 V. Litijeva manganatna baterija se pogosto uporablja zaradi nizkih stroškov in dobre varnosti. 

litijeva manganatna baterija ima nazivno napetost 3,7 V, notranji upor končnega izdelka je ≤ 200 mω, velikost izdelka pa največ 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

Katodni material z nizkimi stroški, dobro varnostjo in delovanjem pri nizkih temperaturah, vendar je sam material nestabilen in ga je enostavno razgraditi za ustvarjanje plina, zato se večinoma uporablja v mešanju z drugimi materiali za zmanjšanje stroškov baterij.Vendar se njegova ciklična življenjska doba hitro skrajša, nagnjen je k izboklinam, njegova učinkovitost pri visokih temperaturah je slaba in življenjska doba je razmeroma kratka.Uporablja se predvsem za velike in srednje velike baterije ter napajalne baterije, njegova nazivna napetost pa je 3,7 V.Pogoste težave, kot so izbočene baterije in napenjanje, so odtok elektrolitov.

Polno ime litij železofosfatne baterije je litij železofosfatna litij ionska baterija, kar je predolgo.Ker je njegova zmogljivost še posebej primerna za uporabo v električni energiji, je njenemu imenu dodana beseda 'power', in sicer litij-železo-fosfatna baterija.Nekateri jo imenujejo tudi 'litij-železna (LiFe) napajalna baterija'.

Izhod visoke učinkovitosti: standardna razelektritev je 2 ~ 5 C, neprekinjeno praznjenje visokega toka lahko doseže 10 C, trenutna impulzna razelektritev (10 S) pa lahko doseže 2 ~ 5 C;

Dobra zmogljivost pri visoki temperaturi: notranja temperatura je kar 95 ℃, ko je zunanja temperatura 65 ℃, temperatura pa lahko doseže 160 ℃, ko je baterija izpraznjena, zato je struktura baterije varna in nedotaknjena;

Tudi če je notranjost ali zunanjost baterije poškodovana, baterija ne gori, ne eksplodira in ima najboljšo varnost;

Odlična življenjska doba cikla, po 500 ciklih je njegova zmogljivost praznjenja še vedno večja od 95 %;Življenjska doba baterije mora biti 800 do 2000-krat.

Prekomerna izpraznitev na nič voltov ni poškodovana;

Lahko se hitro napolni;

Poceni;

Litij-železo-fosfatna baterija z enako velikostjo in zmogljivostjo je 1/3 svinčeno-kislinske baterije in 1/3 svinčeno-kislinske baterije.

Ni onesnaževanja okolja.Baterija ne vsebuje težkih kovin in redkih kovin (Ni-MH baterije potrebujejo redke kovine), je nestrupena (certifikat SGS opravljen), je brez onesnaževanja, v skladu z evropskimi predpisi ROHS in je absolutno zelena baterija.Vendar pa je v svinčenih baterijah velika količina svinca, ki še vedno povzroča sekundarno onesnaženje okolja, če po zavrženju ni pravilno odstranjen, medtem ko litij-železov fosfatni materiali med proizvodnjo in uporabo ne onesnažujejo.

Primerjava ternarne litijeve baterije in litij-železove fosfatne baterije

Z uporabo iste strukture baterije so bili za izdelavo baterij izbrani trikomponentni materiali in materiali litijevega železovega fosfata, testi praznjenja, polnjenja in cikliranja pa so bili izvedeni pod različnimi pogoji.Ternarni materiali imajo prednosti pri hitrosti polnjenja, hitrosti praznjenja in zmogljivosti praznjenja pri različnih temperaturah, medtem ko imajo materiali litij-železov fosfat boljšo ciklično zmogljivost in lahko še vedno ohranijo več kot 80 % začetne zmogljivosti po 5 000 ciklih v 1 C.. Litijevo železo fosfatna baterija je tudi boljša od ternarnih materialov glede varnosti.

Na primer, običajno je ena celica ternarne litijeve baterije 800-krat, življenjska doba skupinske baterije pa je 400-500-krat;Dobra zmogljivost pri nizkih temperaturah.Življenjska doba litij-železove baterije je 2000-krat, življenjska doba skupinske baterije pa 800-1000-krat;Litij-železne baterije so na voljo v 18650 valjih (cilindrične in nekoliko večje od ternarnih litijevih baterij) in tudi v mehkih embalažah.

Slabosti litij-železove fosfatne baterije: Gostota udarca pozitivne elektrode litij-železove fosfatne baterije je majhna, gostota pa je na splošno približno 0,8 do 1,3.Velik volumen.

 Slaba prevodnost, počasna stopnja difuzije litijevih ionov in nizka dejanska specifična zmogljivost pri polnjenju in praznjenju ob visokih časih.Delovanje litij-železove fosfatne baterije pri nizkih temperaturah je slabo.(v posebej mrzlem okolju, kot je mraz pozimi v Evropi, elektrike ni mogoče sprostiti pri temperaturah nad -10 ℃).

Shranjevanje in vzdrževanje litijevih baterij

Bolje je, da litijevo baterijo izpraznite delno namesto v celoti in se izogibajte pogostemu popolnemu praznjenju.Najbolje je, da baterijo izklopite takoj, ko je popolnoma napolnjena.

Hitrost staranja litijeve baterije je odvisna od temperature in stanja polnjenja.Naslednja tabela prikazuje zmanjšanje kapacitete baterije pod dvema parametroma.

Temperaturno polnjenje 40 % polnjenje 100 %

       0°C                              98 % zmogljivost po enem letu 94 % zmogljivost po enem letu 

      25°C                             96 % zmogljivost po enem letu 80 % zmogljivost po enem letu             

      40°C                             85 % zmogljivost po enem letu 65 % zmogljivost po enem letu  

      60°C 75 % zmogljivost po enem letu 60 % zmogljivost po treh mesecih

Vzdrževanje: ternarna litijeva baterija je preveč izpraznjena, baterija pa je tudi poškodovana, ko je napetost prenizka.Priporočljivo je, da ga vzdržujete vsake tri mesece.Če je mogoče, poskusite baterijo napolniti do 40% in jo hranite na hladnem.Na ta način lahko lastno zaščitno vezje baterije deluje v daljšem obdobju shranjevanja.Če je baterija po tem, ko je popolnoma napolnjena, izpostavljena visoki temperaturi, bo to povzročilo veliko škodo na bateriji.

Skladiščenje: Kratkotrajno skladiščenje: Baterijo hranite v suhem, nerjavnem prostoru s plinom pri temperaturi in vlažnosti med -20 C in 35 C 65 20%.Če sta temperatura in vlažnost višji ali nižji od te temperature in vlažnosti, bodo kovinski deli baterije rjaveli ali pa bo baterija puščala. 

Dolgotrajno skladiščenje: Ker bo dolgotrajno skladiščenje pospešilo samopraznjenje in pasivizacijo aktivnih snovi akumulatorja, morata biti temperatura in vlažnost okolice med 10 C in 30 C 65 20 %.Hkrati je treba za zmanjšanje negativnega vpliva samopraznjenja in pasivizacije aktivnih snovi zaradi dolgotrajnega shranjevanja (na primer več kot eno leto) baterijo napolniti in izprazniti enkrat na tri mesece, da se obnovi njena izvirna izvedba.

Življenjska doba: V normalnih okoliščinah je najboljša delovna temperatura litijeve baterije 20 ~25 ℃, tako da se pod pogojem spodnje temperature življenjska doba litijeve baterije zmanjša za polovico.Če je običajna življenjska doba 500 ciklov, je lahko spodnja temperatura manj kot 300-krat.Če temperatura preseže -20 ℃, trojne baterije sploh ne smete uporabljati.Če temperatura preseže -10 ℃, se zmogljivost litij-železne baterije ne sprosti.