Hvad er lithium-ion-batteri?

Indholdsfortegnelse

De fleste ved, at lithiumbatteriet har lang levetid og hurtigste opladningsegenskab. Men hvad er lithium-ion-batteri? Hvad er fordelen ved lithiumteknologi sammenlignet med blysyrebatterier? Hvor længe holder et lithiumbatteri? Her er den viden, som du måske ønsker at kende. Lad os dykke ind!

lithium batteri struktur

Hvad er et lithium-ion-batteri?

Lithium-ion-batterier består hovedsageligt af fire materialer: positivt elektrodemateriale, negativt elektrodemateriale, separator og elektrolyt!

"Lithiumbatteri" er en type batteri, der bruger lithiummetal eller lithiumlegering som det negative elektrodemateriale og bruger en ikke-vandig elektrolytopløsning. I 1912 blev lithiummetalbatteriet først foreslået og undersøgt af Gilbert N. Lewis. I 1970'erne foreslog og begyndte MS WhitTIngham at studere lithium-ion-batterier. På grund af lithiummetals meget aktive kemiske egenskaber har forarbejdning, opbevaring og brug af lithiummetal meget høje miljøkrav. Derfor har lithium-batterier ikke været brugt i lang tid. Med udviklingen af ​​videnskab og teknologi er lithiumbatterier nu blevet mainstream. Lithium-batterier kan groft opdeles i to kategorier: lithium-metalbatterier og lithium-ion-batterier. Lithium-ion-batterier indeholder ikke lithium i metallisk tilstand og er genopladelige. Den femte generation af genopladelige batterier, lithiummetalbatterier, blev født i 1996, og dens sikkerhed, specifikke kapacitet, selvafladningshastighed og ydelse-prisforhold er bedre end lithium-ion-batterier.

I 1970 brugte Exxons MS WhitTIngham titaniumsulfid som det positive elektrodemateriale og metallithium som det negative elektrodemateriale til at lave det første lithiumbatteri. Det positive elektrodemateriale i lithiumbatteriet er mangandioxid eller thionylchlorid, og den negative elektrode er lithium. Efter at batteriet er samlet, har batteriet spænding og skal ikke oplades. Li-ion-batterier er udviklet fra lithium-batterier. For eksempel er de knapceller, der tidligere blev brugt i kameraer, lithiumbatterier. Denne slags batteri kan også oplades, men cyklusydelsen er ikke god. Lithiumkrystaller dannes let under opladnings- og afladningscyklussen, hvilket resulterer i en kortslutning inde i batteriet. Derfor er opladning af denne type batteri generelt forbudt.

I 1980 opdagede J. Goodenough, at lithium-koboltoxid kan bruges som katodemateriale til lithium-ion-batterier.

I 1982 opdagede RRAgarwal og JRSelman fra Illinois Institute of Technology (Illinois Institute of Technology), at lithiumioner har egenskaberne som interkalerende grafit, som er hurtig og reversibel. Samtidig har sikkerhedsrisiciene ved lithiumbatterier lavet af metallithium tiltrukket sig stor opmærksomhed. Derfor har folk forsøgt at bruge egenskaberne af lithium-ioner indlejret i grafit til at lave genopladelige batterier. Den første brugbare lithium-ion grafitelektrode blev med succes prøveproduceret på Bell Laboratories.

I 1983 fandt M. Thackeray, J. Goodenough og andre ud af, at manganspinel er et fremragende katodemateriale med lav pris, stabilitet og fremragende elektrisk ledningsevne og lithiumledningsevne. Dens nedbrydningstemperatur er høj, og dens oxiderende egenskab er meget lavere end lithiumcoboltoxids. Selvom der opstår en kortslutning eller overopladning, kan faren for forbrænding og eksplosion undgås.

I 1989 fandt A.Manthiram og J.Goodenough ud af, at en positiv elektrode med en polymer anion ville producere en højere spænding.

I 1992 opfandt Sony Corporation i Japan et lithiumbatteri med et kulstofmateriale som den negative elektrode og en lithiumholdig forbindelse som den positive elektrode. Under opladning og afladning er der ingen metallithium, kun lithiumioner. Dette er et lithium-ion-batteri. Efterfølgende revolutionerede lithium-ion-batterier forbrugerelektronikkens ansigt. Sådanne batterier, der bruger lithium-koboltoxid som det positive elektrodemateriale, er stadig hovedstrømkilden til bærbare elektroniske enheder.

I 1996 fandt Padhi og Goodenough ud af, at fosfater med en olivinstruktur, såsom lithiumjernfosfat (LiFePO4), er sikrere end traditionelle katodematerialer, især højtemperaturbestandighed, og deres overladningsmodstand overstiger langt den for traditionelle lithium-ion batterimaterialer. Derfor er det blevet det nuværende mainstream lithium batteri katode materiale til høj strømudladning. Igennem batteriudviklingens historie kan vi se tre kendetegn ved den nuværende udvikling af batteriindustrien i verden. Det ene er den hurtige udvikling af grønne og miljøvenlige batterier, herunder lithium-ion-batterier, nikkel-brint-batterier osv.; den anden er omdannelsen af ​​primærbatterier til batterier, hvilket er i tråd med bæredygtig udvikling. Udviklingsstrategi; for det tredje videreudvikles batteriet i retning af lille, let og tynd. Blandt kommercielle genopladelige batterier har lithium-ion-batterier den højeste specifikke energi, især polymer lithium-ion-batterier, som kan opnå udtynding af genopladelige batterier. Fordi lithium-ion-batterier har høj volumen specifik energi og massespecifik energi, er genopladelige og forureningsfrie og har tre hovedkarakteristika for den nuværende batteriindustriudvikling, er de vokset hurtigt i udviklede lande. Udviklingen af ​​telekommunikations- og informationsmarkederne, især den omfattende brug af mobiltelefoner og bærbare computere, har bragt markedsmuligheder for lithium-ion-batterier. Polymer-lithium-ion-batteriet i lithium-ion-batteriet vil gradvist erstatte det flydende elektrolyt-lithium-ion-batteri med dets unikke fordele i sikkerhed og blive hovedstrømmen af ​​lithium-ion-batteriet. Polymer-lithium-ion-batteriet er kendt som "det 21. århundredes batteri", hvilket vil åbne op for en ny æra af lagringsbatterier, og udsigterne til udvikling er meget optimistiske.

Hvordan bygger man et lithium-ion-batteri?

Lithium batteri produktionslinje billede

for det første lithium batteri materiale sammensætning

Fire hovedmaterialer: positivt elektrodemateriale, negativt elektrodemateriale, diafragma, elektrolyt

Hjælpematerialer: NMP, kobberfolie, aluminiumsfolie, aluminiumsskaldæksel, ledende middel, klæbemiddel, andet (EMD) osv.

For det andet produktionsprocessen

Fremstillingsprocessen for lithiumbatterier kan opdeles i fire hovedprocesser: elektrodeforberedelse, cellesamling, aktiveringsdetektion og batterisamling. Blandt dem omfatter elektrodeproduktionen også produktionen af ​​positiv elektrode og negativ elektrode, og hovedforbindelserne omfatter trinene med batching, omrøring, belægning, rulning, opskæring og faner.

For det tredje udstyr, der kræves til produktion

Ifølge produktionsprocessen af ​​lithium-ion-batterier kan lithium-batteriudstyr hovedsageligt opdeles i front-end-udstyr, mid-end-udstyr og back-end-udstyr.

Front-end-udstyret er hovedsageligt til elektrodeproduktionsprocessen, herunder vakuumblandere, belægningsmaskiner, rullepresser og skæremaskiner. Belægningsprocessen kræver, at den omrørte gylle er jævnt belagt på metallet, og tykkelsen er nøjagtig til mindre end 3 μm. Det er nødvendigt at sikre, at der ikke er nogen burr på overfladen af ​​skiven, ellers vil det have stor indflydelse på den efterfølgende proces. Derfor er front-end udstyr kerneudstyret i batterifremstilling, hvilket er relateret til kvaliteten af ​​hele produktionslinjen.

Mid-end-udstyret dækker hovedsageligt cellesamlingsprocessen, hovedsageligt inklusive viklemaskiner eller lamineringsmaskiner, cellebeskydningsmaskiner, væskeinjektionsmaskiner og tætnings- og svejseudstyr.

Backend-udstyret dækker hovedsageligt processer såsom celleaktivering og -dannelse, kapacitetsfordelingsdetektion og samling i batteripakker. Relativt set er mellem- og back-end udstyr såsom skal, tætning, test og andre maskiner relativt enkle, og de tekniske krav er ikke høje.

Hvad er anvendelsen af ​​lithiumbatteri?

Det er hovedsageligt opdelt i tre dele: digital, strøm og energilagring.

Digitale kategorier: mobiltelefoner, tablets, bærbare computere, elektrisk legetøj, MP3/MP4, høretelefoner, powerbanks, modelfly, mobile strømforsyninger osv.

Strømkategori: refererer hovedsageligt til elektriske køretøjer, Glof vogne, autocampere, Marine maskine, automatiske guidede køretøjer (AGV'er), Autonome mobile robotter (AMR) , el-cykler mv.

Energilagring: Anvendes hovedsageligt i basestations strømforsyning, ren energilagring, netstrømlagring, hjemmesollagringssystem osv.

Det menes, at lithium-batterier vil blive mere udbredt i fremtiden

For mere information, som du kan spørge om lithium-ion-batteri,

Hvad er fordelen ved lithiumbatteri?

Hvordan er lithiumbatteriets ydeevne sammenlignet med blybatterier?

Hvor mange gange levetiden på lithiumbatteriet?

Hvad er de 10 bedste producenter af lithiumbatterier i verden?

Den lave temperatur ydeevne af lithium batteri sammenlignet med bly syre batterier?

Facebook
Twitter
LinkedIn
Pinterest

Seneste indlæg

3 tanker om "Hvad er lithium-ion-batteri?"

  1. Din artikel gav mig en masse inspiration, jeg håber du kan forklare dit synspunkt mere detaljeret, for jeg er lidt i tvivl, tak. 20bet

    1. Hej,

      Tak for dine søde ord! Jeg er glad for at høre, at min artikel har inspireret dig. Jeg vil med glæde give yderligere afklaring på mine synspunkter for at imødekomme enhver tvivl, du måtte have.

      Du er velkommen til at fortælle mig, hvilke specifikke aspekter du gerne vil have mig til at uddybe, så skal jeg gøre mit bedste for at forklare mere detaljeret.

      Ser frem til at hjælpe dig videre!

      Med venlig hilsen

  2. lithium-ion-batteripakke

    Dit forfatterskab er et frisk pust! Din artikel er fyldt med originale ideer og indsigter, der både er tankevækkende og underholdende. Din stil er både unik og engagerende, hvilket får dit arbejde til at skille sig ud fra mængden. Jeg glæder mig til at læse mere fra dig!

Efterlad en kommentar

Din e-mail adresse vil ikke blive offentliggjort. Krævede felter er markeret *

Rul til top

anmode om et tilbud

anmode om et tilbud

Du får svar inden for 24 timer.