Введение в принцип, производительность и применение литиевых батарей

Литийная батарея - это тип батареи с использованием литий -металла или литийного сплава в качестве отрицательного электрода и используя неакезное раствор электролита. Самая ранняя литиевая батарея поступила от великого изобретателя Эдисона, используя следующую реакцию: li + mno2 = limno2 Реакция - окислительно -восстановительная реакция, разряд. Благодаря очень активным химическим свойствам литиевого металла, обработка, хранение и использование литиевого металла очень требовательны в окружающей среде. Поэтому литийные батареи не использовались в течение длительного времени. Теперь литийные батареи стали мейнстримом.

Материал лития аккумулятора

Материалы анода лития примерно разделены на следующие типы:

Первый - это материал углеродного анода:

В настоящее время материалы анод, фактически используемые для литий -ионных батарей, представляют собой углеродные материалы, такие как искусственный графит, натуральный графит, мезоуглеродные микросферы, нефтяная кока -кола, углеродное волокно, карбород пиролиза и тому подобное.

Второй-анодный материал на основе олова:

Материалы анод на основе олова могут быть классифицированы на оксиды олова и композитные оксиды на основе олова. Оксид относится к оксиду различных валентных металлических банок. В настоящее время нет коммерческих продуктов.

Третий тип-это литий-содержащий материал нитридного анода переходного металла, и в настоящее время нет коммерческих продуктов.

Четвертый тип - материал анода сплав:

Включая сплавы на основе олова, сплавы на основе кремния, сплавы на основе висмута, алюминиевые сплавы, сплавы на основе висмута, сплавы на основе магния и другие сплавы, в настоящее время нет коммерческих продуктов.

Пятый тип представляет собой наномасштабный анодный материал: углеродные нанотрубки, нано-сплавные материалы.

Шестой наноматериал-это нанооксидный материал: в настоящее время, Hefei Siangzheng Chemical Technology Co., Ltd. На основе последней разработки рыночного развития новой энергетической индустрии лития в 2009 году многие компании начали использовать нано-титановый оксид и Nano. Оксид кремния, чтобы добавить к традиционному графиту, оксиду олова и углеродных нанотрубок значительно увеличивает количество заряда и разряда, а также количество циклов заряда и разрядов литиевых батарей.

Основные преимущества литий-ионных батарей

1. Коэффициент энергии относительно высок. С высокой плотностью энергии хранения он достиг 460-600WH/кг, что примерно в 6-7 раз раза аккумулятора свинцовой кислоты;

2, длительный срок службы, срок службы может достигать более 6 лет, литий -железный фосфат является положительным батареей 1C (100% DOD) и разрядом, есть записи, которые можно использовать в 10 000 раз;

3, номинальное напряжение высокое (единое рабочее напряжение составляет 3,7 В или 3,2 В), что равна серийному напряжению 3 никель-кадмия или никель-гидроген-аккумуляторных аккумуляторов, что удобно для формирования пакета питания аккумулятора;

4, с высокой мощной способностью, которая литий-фосфатная литий-ионная батарея для электромобилей для электромобилей может достичь заряда и заряда и разряда 15-30C, легко начинать ускорение высокой интенсивности;

5, скорость самостоятельного распределения очень низкая, что является одним из наиболее выдающихся преимуществ батареи, в настоящее время может составлять 1% / месяц или меньше, менее 1 /20 батареи никель-гидрогена;

6, легкий вес, вес того же объема составляет около 1/5-6 продуктов свинцовой кислоты;

7, высокая температура и низкая адаптивность, могут использоваться в среде -20 ° C -60 ° C после процесса обработки, можно использовать в среде -45 ° C;

8. Зеленая и защита окружающей среды, независимо от того, производится, используется, используется или сбрасывается, он не содержит каких -либо токсичных и вредных элементов тяжелых металлов и таких веществ, как свинец, ртуть и кадмий.

9. Производство в основном не потребляет воду, что очень полезно для Китая, в котором отсутствует вода.

Конкретная энергия относится к энергии на единицу веса или объема единицы. Конкретная энергия выражается в WH/кг или WH/л. WH - это единица энергии, W - ватт, h - час; Кг представляет собой килограмм (весовой блок), а L - литр (объемная единица).

Недостатки литийных батарей

1. Первичные батареи лития находятся в плохой безопасности, и существует опасность взрыва.

2. Литий -ионная батарея оксида кобальта литий не может разряжаться при большом токе, а безопасность плохая.

3, литий-ионные батареи должны защищать линию, чтобы батарея не была заряжена и разряжена.

4. Высокие производственные требования и высокая стоимость.

Характеристики лития батареи

1, высокая плотность энергии

Вес литий-ионной батареи составляет вдвое меньше, чем никель-кадмий или никель-гидрогенный батарею той же мощности, а объем составляет 20-30% никелевого кадмия и 35-50% никель-гидрогена.

2, высокое напряжение

Литий-ионная батарея работает при 3,7 В (среднее), что эквивалентно трем батареям никель-кадмия или никель-гидрогена, соединенных последовательно.

3, без загрязнения

Литий-ионные батареи не содержат вредных металлических веществ, таких как кадмий, свинец и ртуть.

4, без металлического лития

Литий-ионные аккумуляторы не содержат литий-металлов и, следовательно, не подвержены ограничениям, налагаемым самолетами, на запрет на перенос литий-батареи в пассажирских самолетах.

5, высокий цикл жизни

В нормальных условиях цикл заряда и разгрузки литий -ионной батареи может превышать 500 раз, а фосфат железа лития (далее, называемый феррофосфором) может достигать 2000 раз.

6, нет эффекта памяти

Эффект памяти относится к явлению, что емкость батареи уменьшается во время цикла зарядки и разгрузки батареи никель-кадмия. Литий-ионные батареи не имеют такого эффекта.

7, быстрая зарядка

Используя зарядное устройство постоянного тока постоянного напряжения с номинальным напряжением 4,2 В, литий-ионная батарея может быть полностью заряжена за 1,5-2,5 часа; А недавно разработанная феррофосфорная литиевая батарея может быть полностью заряжена за 35 минут.

Применение лития батареи

С разработкой технологии микроэлектроники в двадцатом веке количество миниатюрных устройств увеличивается, а высокие требования ставят на поставки питания. Литийные батареи вступили в крупномасштабную практическую стадию.

Самая ранняя приложенная первичная батарея лития использовалась у кардиостимуляторов. Поскольку скорость саморазряда литийной подметки чрезвычайно низкая, напряжение разряда очень нежное. Это позволяет в течение долгого времени имплантировать кардиостимулятор в человеческое тело.

Литий-манганские батареи, как правило, имеют номинальное напряжение выше 3,0 вольт и более подходят для использования в качестве интегрированных источников питания схемы, и широко используются в компьютерах, калькуляторах и часах.

В настоящее время литий-ионные аккумуляторы широко используются в мобильных телефонах, ноутбуке, электроинструментах, электромобилях, резервных поставках на уличной лампе, навигационных огнях и небольших бытовых приборах. Можно сказать, что это самая большая прикладная группа.

Перспективы развития литийных батарей

Литийные батареи широко используются в системах энергопотребления, таких как гидроэнергетика, огневая мощность, ветроэнергетика и солнечные электростанции, непрерывные источники питания для почтовых и телекоммуникаций, а также электроинструменты, электрические велосипеды, электрические мотоциклы, электромобили, военное оборудование, аэрокосмическое оборудование, аэрокосмическая и многие другие поля.

Литий-ионные батареи широко используются в портативных приборах, таких как ноутбуки, видеокамер и мобильные связи, из-за их уникальных преимуществ производительности. Литий-ионная батарея с большой способностью, разработанная в настоящее время, была проверена на электромобилях и, как ожидается, станет одним из основных источников электроэнергии для электромобилей в 21-м веке и будет использоваться в спутниковом, аэрокосмической и энергии. С нехваткой энергии и давлением на защиту окружающей среды в мире. Литиевая батарея в настоящее время широко используется в отрасли электромобилей, особенно появление литиевого железного фосфатного аккумулятора, которая способствует разработке и применению литийной батареи.