Med den brede anvendelse og popularisering af digitale elektroniske produkter og nye energikraftprodukter har lithium-ion batteriindustrien opnået hurtig udvikling. Det har dannet et industrielt kædesystem med høj specialisering og en klar arbejdsdeling. Efter mere end ti års produkt er det globale lithium-ion-batteri Markedet for ionbatterier er stigende.
Hvad er et lithiumbatteri?
Lithium-batterier er det vigtigste batteri, der bruges i bærbar forbrugerelektronik og elektriske køretøjer.
Lithium batteri struktur sammensætning
Batteriet består hovedsageligt af positive og negative elektroder, elektrolytter, separatorer og et hus.
Positiv elektrode— Der bruges en kulelektrode, der kan absorbere lithiumioner. Ved afladning bliver lithium til lithium-ioner, som forlader batteriets anode og når katoden på lithium-ion-batteriet.
Negativ elektrode-materialer vælger interkalerbare lithiumforbindelser, hvis potentiale er så tæt som muligt på lithiumpotentialer, såsom forskellige kulstofmaterialer, herunder naturlig grafit, syntetisk grafit, kulfiber, mesofase små sfærisk kulstof osv., og metaloxider.
Elektrolyt — Et blandet opløsningsmiddelsystem med alkylcarbonater såsom LiPF6 ethylencarbonat, propylencarbonat og lavviskositetsdiethylcarbonat.
Membran — Mikroporøse polyenmembraner såsom PE, PP eller deres sammensatte membran, hovedsageligt PP/PE/PP trelagsseparatoren, har ikke kun et lavt smeltepunkt, men har også en høj punkteringsmodstand, hvilket spiller en rolle for termisk forsikring.
Shell— fremstillet af stål eller aluminium, dækselsamlingen, har den funktion at være eksplosionssikker og slukket.
Produktklassificering af lithiumbatterier
Lithium-batterier kan groft opdeles i to kategorier: lithium-metal-batterier og lithium-ion-batterier.
Lithium metal batteri: Lithiummetalbatteri er generelt et batteri, der bruger mangandioxid som det positive elektrodemateriale, metallithium eller dets legeringsmetal som det negative elektrodemateriale og bruger en ikke-vandig elektrolytopløsning.
Lithium-ion batteri: Lithium-ion-batterier bruger generelt lithium-legerede metaloxider som positive elektrodematerialer, grafit som negative elektrodematerialer og ikke-vandige elektrolytter.
Er lithium-ion-batterier genanvendelige?
Et lithium-ion-batteri er et genopladeligt batteri, der bruger den reversible reduktion af lithium-ioner til at lagre energi.
Hvordan fremstilles lithium-ion-batterier?
Forskellige Li-ion-batterier varierer i kemi, ydeevne, omkostninger og sikkerhedsegenskaber. De fleste kommercielle lithium-ion-batterier bruger interkalationsforbindelser som aktive materialer. Anoden eller den negative elektrode er sædvanligvis grafit, selvom silicium-carbon-materialer også anvendes i stigende grad.
Fordele med lithium-ion-batterier
Lithium-ion-batterier har fordelene ved at være relativt lette, have stor lagerkapacitet og ingen hukommelseseffekt. De er meget brugt - mange elektroniske enheder bruger nu lithium-ion-batterier som værtsstrømforsyning, selvom deres priser er relativt høje.
Energitætheden af lithium-ion-batterier er meget høj, dens lagerkapacitet er 1.5 ~ 2 gange større end nikkel-metalhydrid-batterier af samme vægt, og den har en ringe selvafladningshastighed. Derudover har lithium-ion-batterier ingen "hukommelseseffekt", og fordelene ved ikke at indeholde giftige stoffer er også afgørende årsager til deres udbredte anvendelse.
Lang levetid:
Lithium-ion-batteriet oplades og aflades med en hastighed på 1C, og dets cykluslevetid er højere end eller lig med 500 gange, og kapacitansen på det 500. tidspunkt overstiger den nominelle kobberstråle med 70%. Men selvom bly-syrebatteriet aflades ved 0.5C og oplades ved 0.15C, bør dets cykluslevetid være mindre end eller lig med 350 gange, og dets kapacitet skal være mindre end eller lig med 60%. God afladningsydelse ved lav temperatur: Lithium-ion-batterier kan fungere normalt ved -25 grader, og deres kapacitet kan nå 70% af den nominelle kapacitet, mens bly-syre-batterier kan nå 50% af kapaciteten ved -10 grader, og kl. -25 grader. Det kan ikke fungere normalt.
Stærk ladningsfastholdelsesevne:
Efter at en fuldt opladet lithium-ion batteripakke er placeret i to måneder, er dens kapacitet højere end eller lig med 80 %, mens kapaciteten for et blysyrebatteri kun er 40 %-50 % af den nominelle kapacitet efter at have været placeret i to måneder. Stærk fortsættelsesevne, da vægten af lithium-ion-batteripakken kun er 30% af bly-syre-batteriet, så under samme spænding og kapacitet har lithium-ion-batteriet en stærk fortsættelsesevne.
Høj energi:
Da volumen af lithium-ion-batterier kun er 30% af bly-syre-batterier, er energireserven for lithium-ion-batterier større end bly-syre-batterier, når de bruger samme plads.
Derudover skal det bemærkes, at det ydre af lithium-batterier generelt er mærket med engelsk 7.2V lithium-ion-batteri eller 7.2V lithium-sekundært batteri (lithium-sekundært batteri), 7.2V lithium-ion genopladeligt batteri (genopladeligt lithium-batteri), så brugerne skal vær forsigtig, når du køber genopladelige batterier. Se mærkerne på overfladen af den genopladelige batteriblok for at undgå at forveksle de genopladelige nikkel-cadmium- og nikkel-hydrogen-batterier for lithium-batterier, fordi du ikke tydeligt kan se typen af genopladelige batterier. Ingen hukommelseseffekt letter i høj grad mobiltelefonbrugere. Brugere behøver ikke at aflade og genoplade hver gang de oplader, men kan også oplade deres mobiltelefoner når som helst, som de vil.
Lithium-ion-batterier Ulempe
Ulempen ved lithium-batterier er, at de er relativt dyre, og de er ikke meget udbredte på dette stadium. De bruges hovedsageligt i håndholdte computere, PDA'er, kommunikationsudstyr, digitale kameraer, kommunikationssatellitter, krydsermissiler, missiler, udstyr osv. Med udviklingen af teknologi, forbedring af teknologi og stigning i produktionsvolumen, prisen på lithiumbatterier vil falde igen og igen, og deres anvendelse vil blive mere almindelig.
Sådan opbevares lithium-ion-batterier, når de ikke er i brug?
Lithium primære batterier har meget lav selvafladning og kan opbevares i 3 år. Opbevares på køl, vil effekten være bedre. Det er en god måde at opbevare lithium-primærbatterier i områder med lav temperatur. Lithium-ion-batterier kan opbevares i omkring et halvt år ved 20°C på grund af deres lave selvafladningshastighed, og det meste af lagerkapaciteten kan genvindes. Selvafladningsfænomenet findes i lithiumbatterier. Hvis batterispændingen opbevares under 3.6V i lang tid, vil det forårsage overafladning af det genopladelige batteri og ødelægge det genopladelige batteris interne struktur, hvilket reducerer batteriets levetid. Derfor bør langtidsopbevaring af lithiumbatterier genoplades hver 3. til 6. måned; det vil sige, at opladning til en spænding på 3.8 til 3.9V (den bedste lagerspænding for lithiumbatterier er ca. 3.85V) er passende, og den er ikke egnet til fuld opladning.
Hvordan virker lithium-ion-batterier?
Funktionsprincippet for et lithium-ion-batteri refererer til dets opladnings- og afladningsprincip. Der findes forskellige typer batterier udover Lithium-Ion, og det grundlæggende arbejdsprincip for, hvordan batterier genererer elektricitet, er det samme.
Et batteri har en positiv elektrode (positiv elektrode) og en negativ elektrode (negativ elektrode) lavet af metalmaterialer, og et stof (elektrolyt), der leder elektricitet gennem ioner, er fyldt mellem de positive og negative elektroder. Metalelektroden smeltes af elektrolytten og opdeles i ioner og elektroner. Elektronerne bevæger sig fra den negative elektrode til den positive elektrode for at generere strøm, og elektricitet genereres på dette tidspunkt. Det sekundære batteri oplades, før batteriet tages i brug, og elektroner er lagret i den negative elektrode i forvejen. Når batteriet bruges, flytter de lagrede elektroner sig til den positive elektrode for at generere elektricitet.
Lithium-ion-batterier bruger lithium-holdige metalforbindelser på den positive elektrode i forvejen, og kulstof (grafit), der kan absorbere og lagre lithium, bruges på den negative elektrode. Gennem en sådan struktur kan elektricitet genereres uden at smelte elektroderne med elektrolyt som i traditionelle batterier, hvilket bremser ældningen af selve batteriet, lagrer mere elektricitet og øger antallet af opladnings- og afladningstider. Derudover er lithium et minimalt og let stof, så batterier kan have forskellige fordele såsom lille størrelse og letvægt.
Hvad er typerne af lithiumbatterier?
Kobolt-baserede lithium-ion-batterier
Lithiumcobaltat blev brugt til den positive elektrode. Lithiumcobaltat er relativt nemt at syntetisere og bruge, så den tidligste masseproduktion af lithium-ion-batterier er lithium-cobaltat. Men fordi kobolt er et sjældent metal og dyrt, bruges det næsten ikke i autodele.
FORDELE – Udbredt som standardbatteri til Li-ion.
ULEMPER – Dyrt, ikke brugt til brug i bilen.
Mangan lithium-ion batteri
Lithiummanganoxid blev brugt til den positive elektrode. Fordelen er, at spændingen kan svare til kobolt-baserede lithium-ion-batterier, og fremstillingsomkostningerne er billige. Ulempen er, at mangan kan smelte ind i elektrolytten under op- og afladning, hvilket forkorter batteriets levetid.
FORDELE– Høj sikkerhed, hurtig opladning og hurtig afladning.
Jernfosfat lithium-ion batteri
Lithiumjernfosfat bruges til den positive elektrode. Fordelen ved jernphosphat-lithium-ion-batteriet er, at det er svært at beskadige den interne varmestruktur, har høj sikkerhed og bruger jern som råmateriale, så fremstillingsomkostningerne er lavere end for det manganbaserede batteri. Men spændingen er lavere end andre Li-ion-batterier.
FORDELE – Billig og lang levetid (ældning på grund af op- og afladning), kalenderlevetid (ældning på grund af reoler).
ULEMPER – Lavere spænding end andre Li-ion-batterier.
Ternært lithium-ion batteri
Det ternære lithium-ion-batteri er lavet af tre materialer, kobolt, nikkel og mangan, for at reducere mængden af brugt kobolt. I øjeblikket har de fleste ternære lithium-ion-batterier en høj andel af nikkel. Selvom spændingen er lidt lavere end kobolt-baseret og mangan-baseret, kan det reducere fremstillingsomkostningerne. Men på trods af dette er syntesen og fremstillingen af hvert materiale kompliceret, stabiliteten er lav, og der er stadig problemer, der skal løses som funktionelle materialer.
FORDELE – Ret høj spænding, lang levetid.
Hvad bruges lithiumbatterier til?
De første kommercialiserede lithium-ion-batterier til husholdningsapparater i første halvdel af 1990'erne blev brugt i videokameraer for at opfylde deres behov for lille størrelse og letvægt. Bagefter blev det kontinuerligt brugt i mobiltelefoner, der blev hurtigt populariseret dengang, og efterspørgslen på markedet steg øjeblikkeligt. I dag er lithium-ion-batterier blevet meget brugt i forskellige scener i vores liv, såsom smartphones, bærbare computere, elektriske køretøjer, elektriske cykler og andre områder.
Vælg den rigtige producent af lithiumbatterier
Den hurtige udvikling af nye energikøretøjer har medført en stærk efterspørgsel efter power lithium-batterier. I områder, hvor nye energikøretøjer udvikler sig hurtigst, er flere og flere kinesiske lithiumbatterivirksomheder begyndt at placere sig i spidsen for lithiumbatterier globalt. Hvis du leder efter en kvalitetsleverandør af lithiumbatterier, så kontakt KHLiTech.
