A batteria di lithium hè un tipu di bateria chì usa lithium metal o lithium alliage cum'è materiale di l'elettrodu negativu è usa una suluzione elettrolitica non-aqueous.A prima batteria di lithium presentata hè vinuta da u grande inventore Edison.
Batterie di Lithium - Batterie di Lithium
batteria di lithium
A batteria di lithium hè un tipu di bateria chì usa lithium metal o lithium alliage cum'è materiale di l'elettrodu negativu è usa una suluzione elettrolitica non-aqueous.A prima batteria di lithium presentata hè vinuta da u grande inventore Edison.
Perchè e proprietà chimiche di lithium metal sò assai attive, u processu, u almacenamentu è l'applicazione di u lithium metal anu esigenze ambientali assai elevate.Per quessa, i batterie di lithium ùn sò micca stati utilizati per un bellu pezzu.
Cù u sviluppu di a tecnulugia di a microelettronica in u XXu seculu, i dispositi miniaturizzati sò in crescita di ghjornu per ghjornu, chì ponenu alti requisiti per l'alimentazione elettrica.E batterie di lithium sò entrate in una tappa pratica à grande scala.
Hè stata prima utilizata in pacemakers cardiaci.Perchè a velocità di scaricamentu di e batterie di lithium hè estremamente bassu, a tensione di scarica hè ripida.Permette di implantà u pacemaker in u corpu umanu per un bellu pezzu.
E batterie di lithium generalmente anu una tensione nominale più altu di 3,0 volti è sò più adattati per l'alimentazione di circuiti integrati.E batterie di diossidu di manganese sò largamente usate in l'urdinatori, calculatrici, camere è orologi.
Per sviluppà varietà cù un rendimentu megliu, diversi materiali sò stati studiati.E poi fà prudutti cum'è mai prima.Per esempiu, batterie di lithium sulphur dioxide è batterie di lithium thionyl chloride sò assai distintivi.U so materiale attivu pusitivu hè ancu un solvente per l'elettroliti.Sta struttura hè presente solu in sistemi elettrochimichi non-aqueous.Per quessa, u studiu di batterie di lithium hà ancu prumuvutu u sviluppu di a teoria elettrochimica di i sistemi non-aqueous.In più di l'usu di diversi solventi non-aqueous, a ricerca nantu à e batterie di polimeru thin-film hè stata ancu realizata.
In u 1992, Sony hà sviluppatu successu batterie di lithium-ion.A so applicazione pratica riduce assai u pesu è u voluminu di i dispositi elettronichi portatili, cum'è i telefunini è l'urdinatori notebook.U tempu di usu hè assai allargatu.Perchè e batterie di lithium-ion ùn cuntenenu micca cromu di metalli pesanti, cumparatu cù batterie di nichel-cromu, a contaminazione di l'ambiente hè assai ridutta.
1. Batteria Lithium-ion
Batterie di lithium-ion sò avà divisu in duie categurie: batterie di lithium-ion liquid (LIB) è batterie di lithium-ion di polimeru (PLB).Frà elli, a bateria di ioni di litiu liquidu si riferisce à a bateria secundaria in quale u cumpostu di intercalazione Li + hè l'elettrodi pusitivi è negativi.L'elettrodu pusitivu selezziunate compostu di litiu LiCoO2 o LiMn2O4, è l'elettrodu negativu selezziunà compostu interlayer di lithium-carbon.E batterie di lithium-ion sò una forza motrice ideale per u sviluppu in u 21u seculu per via di a so alta tensione operativa, di piccula dimensione, di pesu ligeru, d'alta energia, senza effettu di memoria, senza contaminazione, bassa autoscarica, è longu ciclu di vita.
2. Una breve storia di u sviluppu di batterie lithium-ion
Batterie di lithium è batterie di lithium ion sò novi batterie d'alta energia sviluppate cù successu in u XXu seculu.L'elettrodu negativu di sta bateria hè lithium metallicu, è l'elettrodu pusitivu hè MnO2, SOCL2, (CFx)n, etc. Hè stata messu in usu praticu in l'anni 1970.A causa di a so alta energia, alta tensione di bateria, larga gamma di temperatura di u funziunamentu, è longa vita di almacenamento, hè stata largamente usata in i picculi apparecchi elettrici militari è civili, cum'è telefoni cellulari, computer portatili, videocamere, camere, etc., parzialmente. rimpiazzà e batterie tradiziunali..
3. Perspettivi di sviluppu di batterie di lithium-ion
E batterie di lithium-ion sò state largamente usate in l'apparecchi portatili, cum'è l'urdinatori portatili, videocamere è cumunicazioni mobili per via di i so vantaghji funziunali unichi.A batteria di lithium-ion di grande capacità sviluppata avà hè stata pruvata in veiculi elettrici, è hè stimatu chì diventerà una di e fonti primarie di energia per i veiculi elettrici in u XXI seculu, è serà aduprata in satelliti, aerospaziali è almacenamiento d'energia. .
4. A funzione basica di a bateria
(1) A tensione di circuitu apertu di a bateria
(2) Resistenza interna di a bateria
(3) A tensione di u funziunamentu di a bateria
(4) Tensione di carica
A tensione di carica si riferisce à a tensione applicata à i dui estremità di a batteria da l'alimentazione esterna quandu a batteria secundaria hè caricata.I metudi basi di carica includenu a carica di corrente constante è a carica di tensione constante.In generale, a carica di corrente constante hè usata, è a so caratteristica hè chì a corrente di carica hè stabile durante u prucessu di carica.Quandu a carica avanza, u materiale attivu hè ricuperatu, l'area di reazione di l'elettrodu hè continuamente ridutta, è a polarizazione di u mutore hè gradualmente aumentata.
(5) Capacità di a bateria
A capacità di a bateria si riferisce à a quantità di electricità ottenuta da a bateria, chì hè generalmente espressa da C, è l'unità hè generalmente espressa da Ah o mAh.A capacità hè un scopu impurtante di u rendiment elettricu di a batteria.A capacità di a bateria hè generalmente divisa in capacità teorica, capacità pratica è capacità nominale.
A capacità di a bateria hè determinata da a capacità di l'elettrodi.Se e capacità di l'elettrodi ùn sò micca uguali, a capacità di a bateria depende di l'elettrodu cù a capacità più chjuca, ma ùn hè micca a summa di e capacità di l'elettrodi pusitivi è negativi.
(6) Funzione di almacenamiento è a vita di a bateria
Una di e caratteristiche primarie di e fonti di energia chimica hè chì ponu liberà l'energia elettrica quandu sò in usu è almacenà energia elettrica quandu ùn sò micca in usu.A chjamata funzione di almacenamiento hè a capacità di mantene a carica per a bateria secundaria.
In quantu à a bateria secundaria, a vita di serviziu hè un parametru impurtante per misurà u rendiment di a bateria.Una bateria secundaria hè caricata è scaricata una volta, chjamata ciculu (o ciculu).Sutta un certu criteriu di carica è scaricamentu, u numeru di i tempi di carica è scaricamentu chì a bateria pò sustene prima chì a capacità di a bateria righjunghji un certu valore hè chjamatu u ciculu di u funziunamentu di a bateria secundaria.E batterie di lithium-ion anu un eccellente rendimentu di almacenamentu è una longa vita di ciclu.
Batterie Lithium - Features
A. Alta densità di energia
U pesu di a bateria di lithium-ion hè a mità di quella di a bateria di nichel-cadmiu o nichel-idrogenu di a stessa capacità, è u voluminu hè 40-50% di a bateria di nichel-cadmiu è 20-30% di a bateria di nichel-idrogenu. .
B. High Voltage
A tensione di funziunamentu di una sola batteria di lithium-ion hè 3.7V (valore mediu), chì hè equivalente à trè batterie di nichel-cadmiu o nichel-metallu idruru cunnessi in serie.
C. Nisuna contaminazione
E batterie di lithium-ion ùn cuntenenu metalli dannosi cum'è cadmiu, piombo è mercuriu.
D. Ùn cuntene lithium metallicu
E batterie di lithium-ion ùn cuntenenu micca lithium metallicu è per quessa ùn sò micca sottumessi à regulazioni cum'è a pruibizione di portà batterie di lithium in l'aviò di passageri.
E. High cycle life
In cundizioni normali, e batterie di lithium-ion ponu avè più di 500 cicli di carica-scarica.
F. Nisun effettu memoria
L'effettu di memoria si riferisce à u fenomenu chì a capacità di a bateria di nichel-cadmiu hè ridutta durante u ciclu di carica è scaricamentu.E batterie di lithium-ion ùn anu micca questu effettu.
G. Carica rapida
Utilizendu un caricatore di corrente constante è di tensione constante cù una tensione nominale di 4.2V pò carricà cumplettamente a bateria di lithium-ion in una à duie ore.
Batteria di Lithium - Principiu è Struttura di Batteria di Lithium
1. Struttura è principiu di funziunamentu di a bateria di lithium ion: A chjamata batteria di lithium ion si riferisce à una bateria secundaria composta da dui composti chì ponu intercalate è deintercalate ioni di lithium cum'è elettrodi pusitivi è negativi.A ghjente chjama sta batteria di lithium-ion cun un mecanismu unicu, chì si basa nantu à u trasferimentu di ioni di lithium trà l'elettrodi pusitivi è negativi per compie l'operazione di carica è scarica di a batteria, cum'è una "batteria di sedia a dondolo", comunmente cunnisciuta cum'è "batteria di lithium". .Pigliate LiCoO2 cum'è un esempiu: (1) Quandu a bateria hè carica, i ioni di litiu sò deintercalati da l'elettrodu pusitivu è intercalati in l'elettrodu negativu, è vice versa quandu si scaricanu.Questu hè bisognu chì un elettrodu sia in un statu di intercalazione di lithium prima di l'assemblea.In generale, un ossidu di metallu di transizione di intercalazione di litiu cù un putenziale più grande di 3V relative à u litiu è stabile in l'aria hè sceltu cum'è l'elettrodu pusitivu, cum'è LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiFePO4.(2) Per i materiali chì sò elettrodi negativi, selezziunate cumposti di lithium intercalable chì u potenziale hè u più vicinu à u putenziale di lithium pussibule.Per esempiu, diversi materiali di carbonu includenu grafite naturali, grafite sinteticu, fibra di carbonu, carbone sfericu mesophase, etc. è ossidi di metalli, cumprese SnO, SnO2, ossidu compostu di stagno SnBxPyOz (x=0.4~0.6, y=0.6~0.4, z=). (2+3x+5y)/2) ecc.
batteria di lithium
2. A bateria in generale include: pusitivu, negativu, elettrolitu, separatore, piombo pusitivu, piastra negativa, terminal cintrali, materiale insulating (insulator), valve di salvezza ( safetyvent ), anellu sigillante (gasket), PTC (terminale di cuntrollu di temperatura pusitivu), casu di batterie.In generale, a ghjente hè più preoccupata di l'elettrodu pusitivu, l'elettrodu negativu è l'elettrolitu.
batteria di lithium
Comparazione di a struttura di a batteria di lithium-ion
Sicondu i diversi materiali cathode, hè divisu in lithium ferru, lithium cobalt, lithium manganese, etc.;
Da a classificazione di a forma, hè generalmente divisu in cilindricu è quadru, è l'ioni di lithium polimeru pò ancu esse fattu in ogni forma;
Sicondu i diversi materiali elettroliti utilizati in batterie di lithium-ion, batterie di lithium-ion ponu esse divisu in duie categurie: batterie di lithium-ion liquid (LIB) è batterie di lithium-ion solid-state.PLIB) hè un tipu di batteria di lithium-ion solid-state.
elettrolitu
Cullettore attuale di barriera di cunchiglia / pacchettu
Batterie à lithium-ion liquide Acier inoxydable liquide, aluminium 25μPE feuille de cuivre et feuille d'aluminium polymère batterie au lithium polymère colloïdal film composite d'aluminium/PP sans barrière ou feuille de cuivre μPE simple et feuille d'aluminium
Batterie Lithium - A Funzione di Batterie Lithium Ion
1. Alta densità di energia
Comparatu cù batterie NI / CD o NI / MH di a listessa capacità, i batterie di lithium-ion sò più ligeri in pesu, è a so energia specifica di u voluminu hè 1,5 à 2 volte quella di sti dui tipi di batterie.
2. High voltage
E batterie di lithium-ion utilizanu elettrodi di lithium chì cuntenenu elementi altamente elettronegativi per ottene tensioni terminali finu à 3.7V, chì hè trè volte a tensione di batterie NI / CD o NI / MH.
3. Non-polluting, amichevuli di l'ambiente
4. Long ciclu di vita
A vita hè più di 500 volte
5. High capacità di carica
E batterie di lithium-ion ponu esse scaricate continuamente cù un grande currente, perchè sta bateria pò esse usata in l'apparecchi d'alta putenza cum'è camere è laptop.
6. Eccellente sicurità
A causa di l'usu di materiali anodi eccellenti, u prublema di a crescita di dendrite di lithium durante a carica di a bateria hè superatu, chì migliurà assai a sicurità di e batterie di lithium-ion.À u listessu tempu, l'accessori spiciali recuperabili sò selezziunati per assicurà a sicurità di a bateria durante l'usu.
Batteria di lithium - Metudu di carica di batteria di lithium ion
Metudu 1. Prima chì a bateria di lithium-ion abbandunà a fabbrica, u fabricatore hà realizatu trattamentu di attivazione è pre-caricatu, perchè a bateria di lithium-ion hà una putenza residuale, è a bateria di lithium-ion hè caricata secondu u periodu di regulazione.Stu periodu di adattazione deve esse realizatu da 3 à 5 volte cumpletamente.Scaricatu.
Metudu 2. Prima di carricà, a bateria di lithium-ion ùn hà micca bisognu di scaricamentu speciale.Una scarica inappropriata dannerà a bateria.Quandu si carica, pruvate d'utilizà a carica lenta è riduce a carica rapida;u tempu ùn deve esse più di 24 ore.Solu dopu chì a bateria hè stata sottumessa da trè à cinque ciculi cumpleti di carica è scaricamentu, i so chimichi internu seranu cumplettamente "attivati" per un usu ottimali.
Metudu 3. Aduprate u caricatore originale o un caricatore di marca reputable.Per batterie di lithium, aduprate un caricatore speciale per batterie di lithium è seguite l'istruzzioni.Altrimenti, a bateria serà dannata o ancu risicata.
Metudu 4. A bateria appena acquistata hè lithium ion, cusì i primi 3 à 5 volte di carica hè generalmente chjamatu u periodu di regulazione, è deve esse carricu per più di 14 ore per assicurà chì l'attività di ioni di lithium hè attivatu cumplettamente.E batterie di lithium-ion ùn anu micca effettu di memoria, ma anu una forte inerzia.Deve esse attivati cumplettamente per assicurà u megliu rendimentu in l'applicazioni future.
Metudu 5. A bateria di lithium-ion deve aduprà un caricatore speciale, altri ùn pò micca ghjunghje à u statu di saturazione è influenza a so funzione.Dopu a carica, evite micca di mette nantu à u caricatore per più di 12 ore, è separà a bateria da u pruduttu elettronicu mobile quandu ùn hè micca utilizatu per un bellu pezzu.
Batteria di lithium - aduprà
Cù u sviluppu di a tecnulugia di a microelettronica in u XXu seculu, i dispositi miniaturizzati sò in crescita di ghjornu per ghjornu, chì ponenu alti requisiti per l'alimentazione elettrica.E batterie di lithium sò entrate in una tappa pratica à grande scala.
Hè stata prima utilizata in pacemakers cardiaci.Perchè a velocità di scaricamentu di e batterie di lithium hè estremamente bassu, a tensione di scarica hè ripida.Permette di implantà u pacemaker in u corpu umanu per un bellu pezzu.
E batterie di lithium generalmente anu una tensione nominale più altu di 3,0 volti è sò più adattati per l'alimentazione di circuiti integrati.E batterie di diossidu di manganese sò largamente usate in l'urdinatori, calculatrici, camere è orologi.
Esempiu di applicazione
1. Ci sò parechje batterie cum'è rimpiazzamenti per a riparazione di batterie: cum'è quelli chì sò usati in l'urdinatori notebook.Dopu à riparà, si trova chì quandu stu pacchettu di batterie hè guastatu, solu i batterie individuali anu prublemi.Pò esse rimpiazzatu cù una batteria di lithium unicellulare adatta.
2. Fà una torcia in miniatura d'alta luminosità L'autore hà utilizatu una volta una sola batteria di lithium 3.6V1.6AH cù un tubu biancu super-luminosità di emissione di luce per fà una torcia in miniatura, chì hè faciule d'utilizà, compacta è bella.È per via di a grande capacità di a bateria, pò esse usata per una meza ora ogni notte in media, è hè stata utilizata per più di dui mesi senza carica.
3. Alternative 3V power supply
Perchè a tensione di a batteria di lithium unicellula hè 3.6V.Dunque, una sola batteria di lithium pò rimpiazzà duie batterie ordinarie per furnisce l'energia à i picculi apparecchi domestici, cum'è radiu, walkman, camera, etc., chì ùn hè micca solu di pesu ligeru, ma dura ancu per un bellu pezzu.
Materiale anodu di bateria di lithium-ion - titanate di lithium
Pò esse cumminati cù manganate di lithium, materiali ternari o fosfatatu di ferru di lithium è altri materiali pusitivi per furmà 2.4V o 1.9V batterie secondarie di lithium ion.Inoltre, pò ancu esse usatu cum'è un elettrodu pusitivu per furmà una batteria di lithium 1.5V cù una batteria secondaria di l'elettrodu negativu di lithium metallicu o di lithium.
A causa di l'alta sicurezza, alta stabilità, longevità è caratteristiche verdi di titanate di litiu.Pò esse previstu chì u materiale di titanate di litiu diventerà u materiale di l'elettrodu negativu di una nova generazione di batterie di ioni di lithium in 2-3 anni è esse largamente utilizatu in i veiculi di novu putere, motociclette elettriche è quelli chì necessitanu alta sicurezza, alta stabilità è ciculu longu.campu di applicazione.A tensione di funziunamentu di a bateria di titanate di litiu hè 2.4V, a tensione più alta hè 3.0V, è a corrente di carica hè finu à 2C.
A cumpusizioni di a batteria di lithium titanate
Elettrodu pusitivu: fosfatatu di ferru di lithium, manganate di litiu o materiale ternariu, manganate di nichel di lithium.
Elettrodu negativu: materiale di titanate di litiu.
Barriera: L'attuale barriera di batteria di litio cù carbone cum'è l'elettrodu negativu.
Elettrolitu: Elettrolitu di batteria di lithium cù carbone cum'è l'elettrodu negativu.
Casu di batteria: Custodia di batteria di lithium cù carbone cum'è l'elettrodu negativu.
I vantaghji di e batterie di lithium titanate: a scelta di i veiculi elettrici per rimpiazzà i veiculi di carburante hè a megliu scelta per risolve a contaminazione ambientale urbana.À mezu à elli, batterie di putenza di lithium-ion anu attiratu una grande attenzione di circadori.Per risponde à i bisogni di i veiculi elettrichi per e batterie di lithium-ion à bordu, a ricerca è u sviluppu Materiali negativi cù alta sicurezza, un bonu rendimentu di tariffu è a longevità sò i so punti caldi è difficultà.
L'elettrodi negativi di batterie di lithium-ion di cummerciale utilizanu principalmente materiali di carbonu, ma ci sò ancu alcuni svantaghji in l'applicazione di batterie di lithium chì utilizanu carbone cum'è l'elettrodu negativu:
1. I dendriti di lithium sò facilmente precipitati durante a carica di sopra, risultatu in un cortu circuitu di a bateria è affettendu a funzione di salvezza di a bateria di lithium;
2. Hè facilitu di furmà film SEI, risultatu in carica iniziale bassu è putenza di scaricamentu è grande capacità irreversibile;
3. Questu hè, a tensione di a piattaforma di i materiali di carbone hè bassu (vicinu à u lithium metallicu), è hè faciule per causà a descomposizione di l'elettroliti, chì portarà risichi di sicurezza.
4. In u prucessu di inserimentu è estrazione di ioni di lithium, u voluminu cambia assai, è a stabilità di u ciculu hè poviru.
In cunfrontu cù i materiali di carbone, u spinel-type Li4Ti5012 hà vantaghji significativi:
1. Hè materiale zero-strain è hà una bona prestazione di circulazione;
2. A tensione di scaricamentu hè stabile, è l'elettrolitu ùn si decompone, migliurà u funziunamentu di salvezza di e batterie di lithium;
3. In cunfrontu cù i materiali di l'anodu di carbonu, u titanate di lithium hà un altu coefficient di diffusione di ioni di lithium (2 * 10-8cm2 / s), è pò esse incaricatu è scaricatu à un altu ritmu.
4. U putenziale di titanate di lithium hè più altu ch'è quellu di lithium puro di metallu, è ùn hè micca faciule di generà dendrites di lithium, chì furnisce una basa per assicurà a sicurità di batterie di lithium.
circuitu di mantenimentu
Hè custituitu da dui transistori à effettu di campu è un bloccu integratu di mantenimentu dedicatu S-8232.U tubu di cuntrollu di overcharge FET2 è u tubu di cuntrollu di overdischarge FET1 sò cunnessi in serie à u circuitu, è a tensione di a bateria hè monitorata è cuntrullata da l'IC di mantenimentu.Quandu a tensione di a batteria aumenta à 4.2V, u tubu di mantenimentu di l'overcharge FET1 hè disattivatu, è a carica hè terminata.Per evità malfunzionamenti, un condensatore di ritardu hè generalmente aghjuntu à u circuitu esternu.Quandu a bateria hè in un statu scaricatu, a tensione di a bateria scende à 2,55.
Tempu di Postu: Mar-30-2023