Litia baterio estas speco de baterio, kiu uzas litian metalon aŭ litian alojon kiel negativan elektrodmaterialon kaj uzas ne-akvan elektrolitan solvon.La plej frua prezentita litia baterio venis de la granda inventinto Edison.
Litiaj Baterioj - Litiaj Baterioj
litia kuirilaro
Litia baterio estas speco de baterio, kiu uzas litian metalon aŭ litian alojon kiel negativan elektrodmaterialon kaj uzas ne-akvan elektrolitan solvon.La plej frua prezentita litia baterio venis de la granda inventinto Edison.
Ĉar la kemiaj propraĵoj de litia metalo estas tre aktivaj, la prilaborado, stokado kaj apliko de litia metalo havas tre altajn mediajn postulojn.Tial, litio-kuirilaroj ne estas uzataj delonge.
Kun la evoluo de mikroelektronika teknologio en la dudeka jarcento, miniaturigitaj aparatoj pliiĝas tago post tago, kio prezentas altajn postulojn por elektroprovizo.Litiaj kuirilaroj tiam eniris grandskalan praktikan stadion.
Ĝi unue estis uzita en korkorstimuliloj.Ĉar la mem-malŝarĝa indico de litiaj kuirilaroj estas ekstreme malalta, la malŝarĝa tensio estas kruta.Ĝi ebligas enplanti la korstimulilon en la homan korpon dum longa tempo.
Litiaj baterioj ĝenerale havas nominalan tension pli altan ol 3.0 voltoj kaj estas pli taŭgaj por integracirkvitaj elektroprovizoj.Mangandioksidaj baterioj estas vaste uzataj en komputiloj, kalkuliloj, fotiloj kaj horloĝoj.
Por disvolvi variojn kun pli bona rendimento, diversaj materialoj estis studitaj.Kaj tiam faru produktojn kiel neniam antaŭe.Ekzemple, kuirilaroj de litio sulfura dioksido kaj kuirilaroj de litio tionil klorido estas tre karakterizaj.Ilia pozitiva aktiva materialo ankaŭ estas solvilo por la elektrolito.Tiu strukturo ĉeestas nur en ne-akvaj elektrokemiaj sistemoj.Tial, la studo de litiaj kuirilaroj ankaŭ antaŭenigis la evoluon de la elektrokemia teorio de ne-akvaj sistemoj.Krom la uzo de diversaj ne-akvaj solviloj, oni ankaŭ faris esploradon pri polimeraj maldikfilmaj baterioj.
En 1992, Sony sukcese evoluigis litijonajn bateriojn.Ĝia praktika aplikado multe reduktas la pezon kaj volumenon de porteblaj elektronikaj aparatoj kiel poŝtelefonoj kaj tekkomputiloj.La uzotempo estas multe plilongigita.Ĉar litio-jonaj kuirilaroj ne enhavas pezan metalan kromion, kompare kun nikel-kromaj baterioj, la poluo al la medio estas multe reduktita.
1. Litio-jona baterio
Litijonaj baterioj nun estas dividitaj en du kategoriojn: likvaj litijonaj baterioj (LIB) kaj polimeraj litiojonaj baterioj (PLB).Inter ili, la likva litiojona baterio rilatas al la sekundara baterio, en kiu la Li + interkala komponaĵo estas la pozitivaj kaj negativaj elektrodoj.La pozitiva elektrodo elektas litian kunmetaĵon LiCoO2 aŭ LiMn2O4, kaj la negativa elektrodo elektas litian-karbonan intertavolan kunmetaĵon.Litio-jonaj baterioj estas ideala mova forto por evoluo en la 21-a jarcento pro sia alta funkciiga tensio, malgranda grandeco, malpeza pezo, alta energio, neniu memorefekto, neniu poluo, malalta mem-senŝargiĝo, kaj longa cikla vivo.
2. Mallonga historio de disvolviĝo de litio-jona kuirilaro
Litiaj kuirilaroj kaj litiojonaj kuirilaroj estas novaj alt-energiaj kuirilaroj sukcese evoluigitaj en la 20-a jarcento.La negativa elektrodo de ĉi tiu baterio estas metala litio, kaj la pozitiva elektrodo estas MnO2, SOCL2, (CFx)n, ktp. Ĝi estis praktike uzata en la 1970-aj jaroj.Pro ĝia alta energio, alta tensio de la kuirilaro, larĝa operacia temperaturo-intervalo kaj longa konservada vivo, ĝi estis vaste uzata en armeaj kaj civilaj malgrandaj elektraj aparatoj, kiel poŝtelefonoj, porteblaj komputiloj, vidbendaj kameraoj, fotiloj ktp., parte. anstataŭigante tradiciajn bateriojn..
3. Evoluaj perspektivoj de litio-jonaj kuirilaroj
Litio-jonaj baterioj estis vaste uzitaj en porteblaj aparatoj kiel ekzemple tekokomputiloj, vidbendaj kameraoj kaj movaj komunikadoj pro siaj unikaj funkciaj avantaĝoj.La nun disvolvita litio-jona kuirilaro de granda kapacito estis provita en elektraj veturiloj, kaj oni taksas, ke ĝi fariĝos unu el la ĉefaj energifontoj por elektraj veturiloj en la 21-a jarcento, kaj estos uzata en satelitoj, aerospaco kaj konservado de energio. .
4. La baza funkcio de la kuirilaro
(1) La malferma cirkvito tensio de la baterio
(2) Interna rezisto de la kuirilaro
(3) La mastruma tensio de la baterio
(4) Ŝarga tensio
La ŝarga tensio rilatas al la tensio aplikata al ambaŭ finoj de la baterio per la ekstera elektroprovizo kiam la malĉefa baterio estas ŝargita.La bazaj metodoj de ŝargado inkluzivas konstantan nunan ŝargon kaj konstantan tensian ŝargon.Ĝenerale, konstanta nuna ŝarĝo estas uzata, kaj ĝia karakterizaĵo estas, ke la ŝarĝa kurento estas stabila dum la ŝarĝa procezo.Dum la ŝarĝo progresas, la aktiva materialo estas reakirita, la elektroda reaga areo estas senĉese reduktita, kaj la polusiĝo de la motoro iom post iom pliiĝas.
(5) Bateria kapablo
Bateria kapablo rilatas al la kvanto de elektro akirita de la baterio, kiu estas kutime esprimita per C, kaj la unuo estas kutime esprimita per Ah aŭ mAh.Kapacito estas grava celo de bateria elektra rendimento.La kapablo de la baterio estas kutime dividita en teorian kapaciton, praktikan kapaciton kaj taksitan kapaciton.
La bateriokapacito estas determinita per la kapacito de la elektrodoj.Se la kapacitoj de la elektrodoj ne estas egalaj, la kapacito de la baterio dependas de la elektrodo kun la pli malgranda kapacito, sed ĝi tute ne estas la sumo de la kapacitoj de la pozitivaj kaj negativaj elektrodoj.
(6) Stoka funkcio kaj vivo de la kuirilaro
Unu el la ĉefaj trajtoj de kemiaj energifontoj estas ke ili povas liberigi elektran energion kiam estas uzataj kaj stoki elektran energion kiam ne estas uzataj.La tielnomita stoka funkcio estas la kapablo konservi ŝargadon por la malĉefa baterio.
Koncerne la sekundaran kuirilaron, la servodaŭro estas grava parametro por mezuri la baterian rendimenton.Sekundara baterio estas ŝargita kaj malŝarĝita unufoje, nomita ciklo (aŭ ciklo).Sub certa kriterio pri ŝarĝo kaj malŝarĝo, la nombro da ŝarĝaj kaj malŝarĝaj tempoj, kiujn la kuirilaro povas elteni antaŭ ol la baterio-kapacito atingas certan valoron, estas nomata la mastruma ciklo de la malĉefa baterio.Litio-jonaj kuirilaroj havas bonegan stokan rendimenton kaj longan ciklovivon.
Litio-Baterioj - Karakterizaĵoj
A. Alta energia denseco
La pezo de la litio-jona baterio estas duono de tiu de la nikelo-kadmio aŭ nikelo-hidrogena baterio de la sama kapablo, kaj la volumeno estas 40-50% de la nikelo-kadmio kaj 20-30% de la nikelo-hidrogena baterio. .
B. Alta Tensio
La funkciiga tensio de ununura litio-jona baterio estas 3.7V (averaĝa valoro), kio estas ekvivalenta al tri nikel-kadmio aŭ nikel-metala hidruro-kuirilaroj konektitaj en serio.
C. Neniu poluo
Litio-jonaj kuirilaroj ne enhavas damaĝajn metalojn kiel kadmio, plumbo kaj hidrargo.
D. Ne enhavas metalan lition
Litio-jonaj baterioj ne enhavas metalan lition kaj tial ne estas kondiĉigitaj de regularoj kiel ekzemple la malpermeso de porti litiajn bateriojn sur pasaĝeraviadiloj.
E. Alta ciklo vivo
En normalaj kondiĉoj, litio-jonaj kuirilaroj povas havi pli ol 500 ŝarĝ-malŝarĝajn ciklojn.
F. Neniu memorefekto
La memorefiko rilatas al la fenomeno, ke la kapablo de la nikel-kadmio-baterio estas reduktita dum la ŝarĝa kaj malŝarĝa ciklo.Litio-jonaj kuirilaroj ne havas ĉi tiun efikon.
G. Rapida ŝarĝo
Uzado de konstanta kurento kaj konstanta tensio ŝargilo kun taksita tensio de 4.2V povas plene ŝargi la litijonan baterio en unu ĝis du horoj.
Litia Baterio - Principo kaj Strukturo de Litia Baterio
1. Strukturo kaj funkcia principo de litiojona baterio: La tielnomita litiojona baterio rilatas al malĉefa kuirilaro kunmetita de du komponaĵoj, kiuj povas reversible interkatali kaj deintercalate litiajn jonojn kiel pozitivajn kaj negativajn elektrodojn.Homoj nomas ĉi tiun litijonan baterion kun unika mekanismo, kiu dependas de la translokigo de litiojonoj inter la pozitivaj kaj negativaj elektrodoj por kompletigi la baterioŝargon kaj malŝarĝan operacion, kiel "baterio de balancseĝo", ofte konata kiel "litia kuirilaro" .Prenu LiCoO2 kiel ekzemplon: (1) Kiam la kuirilaro estas ŝargita, litiaj jonoj estas deinterkalitaj de la pozitiva elektrodo kaj interkatataj en la negativa elektrodo, kaj inverse dum malŝarĝo.Ĉi tio postulas, ke elektrodo estu en stato de litia interkalado antaŭ kunigo.Ĝenerale, litia interkala transira metala rusto kun potencialo pli granda ol 3V relative al litio kaj stabila en aero estas elektita kiel la pozitiva elektrodo, kiel LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiFePO4.(2) Por materialoj, kiuj estas negativaj elektrodoj, elektu interkaleblajn litiajn komponaĵojn, kies potencialo estas kiel eble plej proksima al la litia potencialo.Ekzemple, diversaj karbonaj materialoj inkluzivas naturan grafiton, sintezan grafiton, karbonfibron, mezofazan sferan karbonon, ktp. kaj metalajn oksidojn, inkluzive de SnO, SnO2, Stana komponigita oksido SnBxPyOz (x=0.4~0.6, y=0.6~0.4, z= (2+3x+5y)/2) ktp.
litia kuirilaro
2. La kuirilaro ĝenerale inkluzivas: pozitivan, negativan, elektroliton, apartigilon, pozitivan plumbon, negativan teleron, centran terminalon, izolan materialon (izolan), sekurecan valvon (sekurecan ventron), sigelringon (gasketon), PTC (pozitivan temperaturkontrolan terminalon), kuirilujo.Ĝenerale, homoj pli zorgas pri la pozitiva elektrodo, la negativa elektrodo kaj la elektrolito.
litia kuirilaro
Komparo de strukturo de litio-jona baterio
Laŭ malsamaj katodaj materialoj, ĝi estas dividita en fera litio, kobalta litio, mangana litio, ktp.;
De la formo-klasifiko, ĝi estas ĝenerale dividita en cilindraj kaj kvadrataj, kaj polimeraj litiojonoj ankaŭ povas esti faritaj en ajnan formon;
Laŭ la malsamaj elektrolitmaterialoj uzataj en litio-jonaj kuirilaroj, litio-jonaj kuirilaroj povas esti dividitaj en du kategoriojn: likvaj litio-jonaj kuirilaroj (LIB) kaj solid-substancaj litio-jonaj kuirilaroj.PLIB) estas speco de solidsubstanca litiojona baterio.
elektrolito
Ŝelo/Paka Baro Nuna Kolektanto
Likva litio-jona baterio Likva neoksidebla ŝtalo, aluminio 25μPE kupra folio kaj aluminia folio polimero litio-jona baterio koloida polimera aluminio/PP-komponita filmo sen baro aŭ ununura μPE-kupra folio kaj aluminia folio
Litiaj Baterioj - La Funkcio de Litiaj Jonaj Baterioj
1. Alta energia denseco
Kompare kun NI/KD aŭ NI/MH-kuirilaroj de la sama kapablo, litio-jonaj baterioj estas pli malpezaj en pezo, kaj ilia volumena specifa energio estas 1,5 ĝis 2 fojojn tiu de ĉi tiuj du specoj de baterioj.
2. Alta tensio
Litio-jonaj kuirilaroj uzas tre elektronegativajn elemento-enhavantajn litiajn elektrodojn por atingi finajn tensiojn same altajn kiel 3.7V, kio estas trioble la tensio de NI/KD aŭ NI/MH-kuirilaroj.
3. Ne-poluanta, ekologie amika
4. Longa ciklo vivo
La vivdaŭro superas 500 fojojn
5. Alta ŝarĝokapacito
Litio-jonaj kuirilaroj povas esti senĉese malŝarĝitaj kun granda fluo, tiel ke ĉi tiu kuirilaro povas esti uzata en alt-potencaj aparatoj kiel fotiloj kaj tekkomputiloj.
6. Bonega sekureco
Pro la uzo de bonegaj anodaj materialoj, la problemo de kresko de litio-dendrito dum kuirilaro estas venkita, kio multe plibonigas la sekurecon de litio-jonaj kuirilaroj.Samtempe, specialaj reakireblaj akcesoraĵoj estas elektitaj por certigi la sekurecon de la kuirilaro dum uzo.
Litia baterio - Litio-jona baterio-ŝarga metodo
Metodo 1. Antaŭ ol la litio-jona kuirilaro forlasas la fabrikon, la fabrikanto efektivigis aktivigan traktadon kaj antaŭŝargis, do la litio-jona baterio havas restan potencon, kaj la litio-jona baterio estas ŝargita laŭ la ĝustiga periodo.Ĉi tiu alĝustigperiodo devas esti plenumita 3 ĝis 5 fojojn tute.Malŝarĝo.
Metodo 2. Antaŭ ŝarĝo, la litio-jona baterio ne bezonas esti speciale malŝarĝita.Nekonvena malŝarĝo damaĝos la kuirilaron.Dum ŝarĝo, provu uzi malrapidan ŝarĝon kaj redukti rapidan ŝarĝon;la tempo ne devus superi 24 horojn.Nur post kiam la kuirilaro spertis tri ĝis kvin kompletajn ŝarĝajn kaj malŝarĝajn ciklojn, ĝiaj internaj kemiaĵoj estos plene "aktivigitaj" por optimuma uzo.
Metodo 3. Bonvolu uzi la originalan ŝargilon aŭ bonfaman markan ŝargilon.Por litiaj kuirilaroj, uzu specialan ŝargilon por litiaj kuirilaroj kaj sekvu la instrukciojn.Alie, la kuirilaro estos damaĝita aŭ eĉ riskita.
Metodo 4. La nove aĉetita kuirilaro estas litia jono, do la unuaj 3 ĝis 5-fojoj de ŝargado estas ĝenerale nomataj alĝustigperiodo, kaj ĝi devas esti ŝargita dum pli ol 14 horoj por certigi, ke la agado de litiojonoj estas plene aktivigita.Litio-jonaj kuirilaroj ne havas memoran efikon, sed havas fortan inertecon.Ili devas esti plene aktivigitaj por certigi la plej bonan agadon en estontaj aplikoj.
Metodo 5. La litio-jona baterio devas uzi specialan ŝargilon, alie ĝi eble ne atingas la saturan staton kaj influas ĝian funkcion.Post ŝargado, evitu meti ĝin sur la ŝargilon dum pli ol 12 horoj, kaj apartigu la kuirilaron de la movebla elektronika produkto kiam ĝi ne estas uzata dum longa tempo.
Litia kuirilaro - uzu
Kun la evoluo de mikroelektronika teknologio en la dudeka jarcento, miniaturigitaj aparatoj pliiĝas tago post tago, kio prezentas altajn postulojn por elektroprovizo.Litiaj kuirilaroj tiam eniris grandskalan praktikan stadion.
Ĝi unue estis uzita en korkorstimuliloj.Ĉar la mem-malŝarĝa indico de litiaj kuirilaroj estas ekstreme malalta, la malŝarĝa tensio estas kruta.Ĝi ebligas enplanti la korstimulilon en la homan korpon dum longa tempo.
Litiaj baterioj ĝenerale havas nominalan tension pli altan ol 3.0 voltoj kaj estas pli taŭgaj por integracirkvitaj elektroprovizoj.Mangandioksidaj baterioj estas vaste uzataj en komputiloj, kalkuliloj, fotiloj kaj horloĝoj.
Ekzemplo de aplikaĵo
1. Estas multaj kuirilaroj kiel anstataŭaĵoj por riparoj de baterioj: kiel tiuj uzataj en tekokomputiloj.Post riparado, oni trovas, ke kiam ĉi tiu kuirilaro estas difektita, nur individuaj kuirilaroj havas problemojn.Ĝi povas esti anstataŭigita per taŭga unuĉela litia baterio.
2. Farado de altbrila miniatura torĉo La aŭtoro iam uzis unuopan 3.6V1.6AH litian kuirilaron kun blanka super-brila lum-eliganta tubo por fari miniaturan torĉon, kiu estas facile uzebla, kompakta kaj bela.Kaj pro la granda bateria kapablo, ĝi povas esti uzata averaĝe duonhoro ĉiunokte, kaj ĝi estas uzata dum pli ol du monatoj sen ŝargado.
3. Alternativa 3V nutrado
Ĉar la tensio de unuĉela litia baterio estas 3.6V.Sekve, nur unu litia kuirilaro povas anstataŭigi du ordinarajn bateriojn por provizi potencon al malgrandaj hejmaj aparatoj kiel radioj, walkmans, fotiloj, ktp., kiuj ne nur malpezas, sed ankaŭ daŭras longan tempon.
Litio-jona baterio anoda materialo - litia titanato
Ĝi povas esti kombinita kun litia manganato, ternaraj materialoj aŭ litia fera fosfato kaj aliaj pozitivaj materialoj por formi 2.4V aŭ 1.9V litijonajn sekundarajn bateriojn.Krome, ĝi ankaŭ povas esti uzata kiel pozitiva elektrodo por formi 1.5V litian kuirilaron kun metala litio aŭ litia alojo negativa elektrodo malĉefa baterio.
Pro la alta sekureco, alta stabileco, longviveco kaj verdaj trajtoj de litia titanato.Oni povas antaŭdiri, ke litia titanata materialo fariĝos la negativa elektroda materialo de nova generacio de litiojonaj kuirilaroj en 2-3 jaroj kaj estos vaste uzata en novaj potencaj veturiloj, elektraj motorcikloj kaj tiuj, kiuj postulas altan sekurecon, altan stabilecon kaj longan ciklon.kampo de apliko.La mastruma tensio de litio-titanato-baterio estas 2.4V, la plej alta tensio estas 3.0V, kaj la ŝarga kurento estas ĝis 2C.
Kunmetaĵo de kuirilaro de litio titanato
Pozitiva elektrodo: litia ferfosfato, litia manganato aŭ ternara materialo, litia nikela manganato.
Negativa elektrodo: litio-titanato-materialo.
Bariero: La nuna litia baterio baro kun karbono kiel negativa elektrodo.
Elektrolito: Litia baterio elektrolito kun karbono kiel negativa elektrodo.
Kuirilaro: Litia bateriokazo kun karbono kiel negativa elektrodo.
La avantaĝoj de litio-titanato-kuirilaroj: elekti elektrajn veturilojn por anstataŭigi fuelajn veturilojn estas la plej bona elekto por solvi urban median poluadon.Inter ili, litio-jonaj potencaj kuirilaroj altiris ampleksan atenton de esploristoj.Por plenumi la postulojn de elektraj veturiloj por surbordaj litio-jonaj potencaj kuirilaroj, esplorado kaj disvolviĝo Negativaj materialoj kun alta sekureco, bona imposto-agado kaj longviveco estas ĝiaj varmaj punktoj kaj malfacilaĵoj.
Komercaj litiojonaj bateriaj negativaj elektrodoj ĉefe uzas karbonmaterialojn, sed ankoraŭ ekzistas iuj malavantaĝoj en la apliko de litiobaterioj uzantaj karbonon kiel negativan elektrodon:
1. Litiaj dendritoj facile precipitas dum troŝargiĝo, rezultigante mallongan cirkviton de la kuirilaro kaj influante la sekurecan funkcion de la litia kuirilaro;
2. Estas facile formi SEI-filmon, rezultigante malaltan komencan ŝarĝon kaj malŝarĝan potencon kaj grandan neinversigeblan kapaciton;
3. Tio estas, la platforma tensio de karbonaj materialoj estas malalta (proksima al metala litio), kaj estas facile kaŭzi la malkomponaĵon de la elektrolito, kiu alportos sekurecajn riskojn.
4. En la procezo de enigo kaj eltiro de litiojono, la volumo multe ŝanĝiĝas, kaj la ciklo-stabileco estas malbona.
Kompare kun karbonaj materialoj, spinel-speca Li4Ti5012 havas signifajn avantaĝojn:
1. Ĝi estas nula streĉa materialo kaj havas bonan cirkuladon;
2. La malŝarĝa tensio estas stabila, kaj la elektrolito ne malkomponiĝos, plibonigante la sekurecan agadon de litiaj kuirilaroj;
3. Kompare kun karbonaj anodaj materialoj, litio-titanato havas altan disvastigkoeficienton de litio-jono (2*10-8cm2/s), kaj povas esti ŝargita kaj eligita kun alta rapideco.
4. La potencialo de litio-titanato estas pli alta ol tiu de pura metala litio, kaj ne estas facile generi litiajn dendritojn, kiuj provizas bazon por certigi la sekurecon de litio-kuirilaroj.
cirkvito pri bontenado
Ĝi konsistas el du kampefikaj transistoroj kaj diligenta prizorgado integra bloko S-8232.La troŝarga kontroltubo FET2 kaj la tromalŝarĝa kontroltubo FET1 estas konektitaj en serio al la cirkvito, kaj la bateria tensio estas monitorita kaj kontrolita de la bontenado IC.Kiam la tensio de la kuirilaro altiĝas al 4.2V, la troŝarga bontenado-tubo FET1 estas malŝaltita, kaj la ŝarĝo finiĝas.Por eviti misfunkciadon, prokrasta kondensilo estas ĝenerale aldonita al la ekstera cirkvito.Kiam la baterio estas en malŝarĝita stato, la bateria tensio falas al 2,55.
Afiŝtempo: Mar-30-2023