Большинство людей знают, что литиевая батарея имеет длительный срок службы и быструю зарядку. Но что такое литий-ионный аккумулятор? В чем преимущество литиевой технологии по сравнению со свинцово-кислотной батареей? Как долго прослужит литиевая батарея? Вот Знание, которое вы, возможно, захотите узнать. Давайте погрузимся!
Что такое литий-ионный аккумулятор?
Литий-ионные аккумуляторы в основном состоят из четырех материалов: материал положительного электрода, материал отрицательного электрода, сепаратор и электролит!
«Литиевая батарея» — это тип батареи, в которой в качестве материала отрицательного электрода используется металлический литий или литиевый сплав, а также используется неводный раствор электролита. В 1912 году литий-металлическая батарея была впервые предложена и изучена Гилбертом Н. Льюисом. В 1970-х годах М. С. Уиттингем предложил и начал изучать литий-ионные аккумуляторы. Из-за очень активных химических свойств металлического лития обработка, хранение и использование металлического лития предъявляют очень высокие экологические требования. Поэтому литиевые батареи уже давно не используются. С развитием науки и техники литиевые батареи стали мейнстримом. Литиевые батареи можно условно разделить на две категории: литий-металлические батареи и ионно-литиевые батареи. Литий-ионные аккумуляторы не содержат лития в металлическом состоянии и являются перезаряжаемыми. Пятое поколение перезаряжаемых батарей, литий-металлические батареи, было создано в 1996 году, и их безопасность, удельная емкость, скорость саморазряда и соотношение производительности и цены лучше, чем у литий-ионных батарей.
В 1970 году компания Exxon MS WhitTIngham использовала сульфид титана в качестве материала положительного электрода и металлический литий в качестве материала отрицательного электрода для изготовления первой литиевой батареи. Материал положительного электрода литиевой батареи представляет собой диоксид марганца или тионилхлорид, а отрицательный электрод - литий. После сборки батарея имеет напряжение и не нуждается в зарядке. Литий-ионные аккумуляторы разработаны на основе литиевых аккумуляторов. Например, кнопочные элементы, используемые в камерах в прошлом, представляют собой литиевые батареи. Этот тип батареи также можно заряжать, но производительность цикла не очень хорошая. Кристаллы лития легко образуются во время цикла зарядки и разрядки, что приводит к короткому замыканию внутри аккумулятора. Поэтому зарядка таких аккумуляторов вообще запрещена.
В 1980 г. Дж. Гуденаф обнаружил, что оксид лития-кобальта можно использовать в качестве катодного материала для литий-ионных аккумуляторов.
В 1982 г. Р. Р. Гарвал и Дж. Р. Селман из Технологического института Иллинойса (Illinois Institute of Technology) обнаружили, что ионы лития обладают характеристиками интеркалирующего графита, который является быстрым и обратимым. В то же время большое внимание привлекает опасность литиевых батарей, изготовленных из металлического лития. Поэтому люди попытались использовать характеристики ионов лития, встроенных в графит, для изготовления перезаряжаемых батарей. Первый пригодный к использованию литий-ионный графитовый электрод был успешно испытан в Bell Laboratories.
В 1983 г. М. Теккерей, Дж. Гуденаф и другие обнаружили, что марганцевая шпинель является отличным катодным материалом с низкой ценой, стабильностью и отличной электропроводностью и литиевой проводимостью. Его температура разложения высока, а его окислительные свойства намного ниже, чем у оксида лития-кобальта. Даже в случае короткого замыкания или перезарядки можно избежать опасности возгорания и взрыва.
В 1989 году А. Мантирам и Дж. Гуденаф обнаружили, что положительный электрод с полимерным анионом будет давать более высокое напряжение.
В 1992 году японская корпорация Sony изобрела литиевую батарею с углеродным материалом в качестве отрицательного электрода и литийсодержащим соединением в качестве положительного электрода. В процессе зарядки и разрядки металлический литий отсутствует, только ионы лития. Это литий-ионный аккумулятор. Впоследствии литий-ионные аккумуляторы произвели революцию в бытовой электронике. Такие батареи, использующие оксид лития-кобальта в качестве материала положительного электрода, по-прежнему являются основным источником питания для портативных электронных устройств.
В 1996 году Падхи и Гуденаф обнаружили, что фосфаты со структурой оливина, такие как фосфат лития-железа (LiFePO4), более безопасны, чем традиционные катодные материалы, особенно устойчивы к высоким температурам, а их сопротивление перезарядке намного превышает сопротивление традиционных материалов для литий-ионных аккумуляторов. Таким образом, в настоящее время он стал основным катодным материалом для литиевых аккумуляторов для сильноточных разрядов. На протяжении всей истории развития аккумуляторной промышленности мы можем наблюдать три характеристики текущего развития аккумуляторной индустрии в мире. Одним из них является быстрое развитие зеленых и экологически чистых батарей, включая литий-ионные батареи, никель-водородные батареи и т. д.; во-вторых, преобразование первичных батарей в батареи, что соответствует устойчивому развитию. стратегия развития; в-третьих, дальнейшее развитие аккумуляторов направлено на малые, легкие и тонкие. Среди коммерческих аккумуляторов наибольшей удельной энергией обладают литий-ионные аккумуляторы, особенно полимерные литий-ионные аккумуляторы, что позволяет добиться утончения аккумуляторов. Поскольку литий-ионные батареи имеют большую объемную и массовую удельную энергию, перезаряжаемы и не загрязняют окружающую среду, а также обладают тремя основными характеристиками текущего развития аккумуляторной промышленности, они быстро растут в развитых странах. Развитие телекоммуникационных и информационных рынков, особенно широкое использование мобильных телефонов и ноутбуков, открыло новые возможности для литий-ионных аккумуляторов. Полимерная литий-ионная батарея в литий-ионной батарее постепенно заменит литий-ионную батарею с жидким электролитом благодаря своим уникальным преимуществам в плане безопасности и станет основной среди ионно-литиевых батарей. Полимерная литий-ионная батарея известна как «батарея 21 века», которая откроет новую эру аккумуляторных батарей, и перспективы развития очень оптимистичны.
Как собрать литий-ионный аккумулятор?
во-первых, состав материала литиевой батареи
Четыре основных материала: материал положительного электрода, материал отрицательного электрода, диафрагма, электролит
Вспомогательные материалы: NMP, медная фольга, алюминиевая фольга, алюминиевая оболочка корпуса, токопроводящий агент, клей, прочее (EMD) и т. д.
Во-вторых, производственный процесс.
Процесс производства литиевых батарей можно разделить на четыре основных процесса: подготовка электродов, сборка элементов, обнаружение активации и сборка батарей. Среди них производство электродов также включает производство положительного электрода и отрицательного электрода, а основные звенья включают этапы дозирования, перемешивания, нанесения покрытия, прокатки, резки и вкладки.
В-третьих, оборудование, необходимое для производства
В соответствии с производственным процессом литий-ионных аккумуляторов оборудование с литиевыми батареями можно в основном разделить на переднее оборудование, среднее оборудование и конечное оборудование.
Предварительное оборудование в основном предназначено для процесса производства электродов, включая вакуумные смесители, машины для нанесения покрытий, валковые прессы и машины для продольной резки. Процесс нанесения покрытия требует, чтобы перемешанная суспензия была равномерно нанесена на металл, а толщина составляла менее 3 мкм. Необходимо следить, чтобы на поверхности среза не было заусенцев, иначе это сильно повлияет на последующий процесс. Таким образом, передовое оборудование является основным оборудованием для производства аккумуляторов, которое связано с качеством всей производственной линии.
Среднее оборудование в основном охватывает процесс сборки ячеек, в основном включает намоточные машины или машины для ламинирования, машины для шелушения ячеек, машины для впрыска жидкости, а также оборудование для герметизации и сварки.
Базовое оборудование в основном охватывает такие процессы, как активация и формирование ячеек, определение распределения емкости и сборка аккумуляторных батарей. Условно говоря, промежуточное и конечное оборудование, такое как оболочки, герметики, испытательные и другие машины, относительно просты, а технические требования не высоки.
Каково применение литиевой батареи?
Он в основном разделен на три части: цифровая, силовая и накопительная.
Цифровые категории: мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки, электрические игрушки, MP3/MP4, наушники, блоки питания, модели самолетов, мобильные блоки питания и т. д.
Категория мощности: в основном относится к электромобилям, Тележки Глоф, RVs, Морская машина, автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV), Автономные мобильные роботы (AMR) , электрические велосипеды и т.д.
Хранение энергии: в основном используется в источниках питания базовых станций, хранилищах экологически чистой энергии, сетевых хранилищах энергии, домашних солнечных системах хранения и т. д.
Считается, что литиевые батареи будут более широко использоваться в будущем.
3 мысли о «Что такое литий-ионный аккумулятор?»
Ваша статья меня очень вдохновила, надеюсь, вы сможете объяснить свою точку зрения более подробно, поскольку у меня есть некоторые сомнения, спасибо. 20bet
Здравствуйте,
Благодарю вас за ваши добрые слова! Я рад слышать, что моя статья вдохновила вас. Я буду рад предоставить дополнительные разъяснения моей точки зрения, чтобы развеять любые ваши сомнения.
Пожалуйста, не стесняйтесь сообщить мне, какие конкретные аспекты вы хотели бы, чтобы я подробно остановил на них, и я сделаю все возможное, чтобы объяснить их более подробно.
Будем рады помочь вам в дальнейшем!
С наилучшими пожеланиями,
Ваше письмо - глоток свежего воздуха! Ваша статья наполнена оригинальными идеями и открытиями, которые заставляют задуматься и доставляют удовольствие. Ваш стиль одновременно уникален и привлекателен, что выделяет вашу работу из толпы. Я с нетерпением жду возможности прочитать от вас больше!