Batré litium mangrupikeun jinis batré anu ngagunakeun logam litium atanapi alloy litium salaku bahan éléktroda négatip sareng nganggo solusi éléktrolit non-cair.Batré litium anu pangheulana dibere asalna ti panemu hébat Edison.
Batré Litium - Batré Litium
batré litium
Batré litium mangrupikeun jinis batré anu ngagunakeun logam litium atanapi alloy litium salaku bahan éléktroda négatip sareng nganggo solusi éléktrolit non-cair.Batré litium anu pangheulana dibere asalna ti panemu hébat Edison.
Kusabab sipat kimia logam litium aktip pisan, pamrosésan, neundeun sareng aplikasi logam litium ngagaduhan syarat lingkungan anu luhur.Ku alatan éta, batré litium geus lila teu dipaké.
Kalayan pamekaran téknologi microelectronics dina abad ka-20, alat-alat miniaturisasi ningkat unggal dinten, anu nyayogikeun syarat anu luhur pikeun catu daya.Batré litium teras parantos lebet kana tahap praktis skala ageung.
Ieu mimiti dipaké dina pacemakers cardiac.Kusabab laju timer ngurangan batré litium pisan low, tegangan ngurangan téh lungkawing.Hal ieu ngamungkinkeun pikeun implant pacemaker kana awak manusa pikeun lila.
Batré litium umumna gaduh tegangan nominal langkung luhur ti 3.0 volt sareng langkung cocog pikeun catu daya sirkuit terpadu.Batré mangan dioksida loba dipaké dina komputer, kalkulator, kaméra, jeung arloji.
Dina raraga ngamekarkeun variétas kalawan kinerja hadé, rupa bahan geus diajarkeun.Lajeng nyieun produk kawas pernah sateuacan.Contona, batré litium sulfur dioksida jeung batré litium thionyl klorida pisan has.bahan aktif positif maranéhanana ogé mangrupa pangleyur pikeun éléktrolit nu.Struktur ieu ngan aya dina sistem éléktrokimia non-air.Ku alatan éta, ulikan ngeunaan accu litium ogé geus diwanohkeun ngembangkeun téori éléktrokimia sistem non-cai.Salian ngagunakeun rupa-rupa pangleyur non-air, panalungtikan ngeunaan batré pilem ipis polimér ogé geus dilaksanakeun.
Taun 1992, Sony suksés ngembangkeun batré litium-ion.Aplikasi praktisna ngirangan beurat sareng volume alat éléktronik portabel sapertos telepon sélulér sareng komputer notebook.waktos pamakéan ieu greatly ngalegaan.Kusabab batré litium-ion henteu ngandung kromium logam beurat, dibandingkeun sareng batré nikel-kromium, polusi lingkungan diréduksi pisan.
1. batré litium-ion
Batré litium-ion ayeuna dibagi jadi dua kategori: batré litium-ion cair (LIBs) jeung batré litium-ion polimér (PLBs).Di antarana, batré ion litium cair nujul kana batré sekundér nu sanyawa intercalation Li + nyaéta éléktroda positif jeung negatif.Éléktroda positip milih sanyawa litium LiCoO2 atanapi LiMn2O4, sareng éléktroda négatip milih sanyawa interlayer litium-karbon.Batré litium-ion mangrupikeun kakuatan panggerak anu idéal pikeun pangwangunan dina abad ka-21 kusabab tegangan operasina anu luhur, ukuranana leutik, beurat hampang, énergi anu luhur, teu aya pangaruh mémori, teu aya polusi, ngirangan muatan diri, sareng umur siklus anu panjang.
2. Sajarah ringkes ngembangkeun batré litium-ion
Batré litium sareng batré ion litium mangrupikeun batré énergi tinggi énggal anu suksés dikembangkeun dina abad ka-20.Éléktroda négatip tina batré ieu litium logam, sarta éléktroda positif nyaéta MnO2, SOCL2, (CFx) n, jsb Ieu ieu dipaké dina 1970s praktis.Kusabab énergi anu luhur, tegangan batré anu luhur, rentang suhu operasi anu lega, sareng umur panyimpen anu panjang, éta parantos seueur dianggo dina alat-alat listrik leutik militer sareng sipil, sapertos telepon sélulér, komputer portabel, kaméra pidéo, kaméra, sareng sajabana, sawaréh. ngaganti accu tradisional..
3. prospek ngembangkeun batré litium-ion
Batré litium-ion parantos seueur dianggo dina alat-alat portabel sapertos komputer laptop, kaméra pidéo, sareng komunikasi sélulér kusabab kaunggulan fungsionalna anu unik.Batré litium-ion kapasitas ageung anu dikembangkeun ayeuna parantos diuji dina kendaraan listrik, sareng diperkirakeun yén éta bakal janten salah sahiji sumber listrik utama pikeun kendaraan listrik dina abad ka-21, sareng bakal dianggo dina satelit, aerospace sareng panyimpen énergi. .
4. Fungsi dasar batré
(1) Tegangan sirkuit kabuka tina batré
(2) Résistansi internal batré
(3) Tegangan operasi batré
(4) Tegangan ngecas
Tegangan ngecas nujul kana tegangan dilarapkeun ka kadua tungtung batré ku catu daya éksternal nalika batré sekundér keur dieusi.Metodeu dasar ngecas kalebet ngecas arus konstan sareng ngecas tegangan konstan.Sacara umum, ngecas arus konstan dianggo, sareng cirina nyaéta yén arus ngecas stabil salami prosés ngecas.Salaku ngecas progresses, bahan aktif pulih, wewengkon réaksi éléktroda terus ngurangan, sarta polarisasi motor ieu laun ngaronjat.
(5) Kapasitas batré
Kapasitas batré ngarujuk kana jumlah listrik anu dicandak tina batré, anu biasana dinyatakeun ku C, sareng unit biasana dinyatakeun ku Ah atanapi mAh.Kapasitas mangrupikeun tujuan anu penting pikeun kinerja listrik batré.Kapasitas batré biasana dibagi kana kapasitas téoritis, kapasitas praktis sareng kapasitas dipeunteun.
Kapasitas batré ditangtukeun ku kapasitas éléktroda.Upami kapasitas éléktroda henteu sami, kapasitas batré gumantung kana éléktroda anu kapasitasna langkung alit, tapi sanés hartosna jumlah kapasitas éléktroda positip sareng négatip.
(6) fungsi Panyimpenan sarta hirup batré
Salah sahiji fitur utami sumber listrik kimia nyaéta aranjeunna tiasa ngaleupaskeun énergi listrik nalika dianggo sareng nyimpen énérgi listrik nalika henteu dianggo.Nu disebut fungsi panyimpen nyaéta kamampuhan pikeun ngajaga ngecas pikeun batré sekundér.
Ngeunaan batré sekundér, umur jasa mangrupikeun parameter penting pikeun ngukur kinerja batré.Batré sékundér dieusi sareng dileupaskeun sakali, disebut siklus (atanapi siklus).Dina hiji kriteria ngecas na discharging tangtu, jumlah ngecas na discharging kali nu batréna bisa tahan saméméh kapasitas batré ngahontal nilai nu tangtu disebut siklus operasi tina batré sekundér.Batré litium-ion gaduh kinerja panyimpen anu saé sareng umur siklus anu panjang.
Batré litium - Fitur
A. dénsitas énergi High
Beurat batré litium-ion nyaéta satengah tina batré nikel-cadmium atanapi nikel-hidrogén anu kapasitasna sami, sareng volumena 40-50% tina nikel-kadmium sareng 20-30% tina batré nikel-hidrogén. .
B. Tegangan Tinggi
Tegangan operasi tina batré litium-ion tunggal nyaéta 3.7V (nilai rata-rata), anu sami sareng tilu batré hidrida nikel-cadmium atanapi nikel-logam dihubungkeun sacara séri.
C. Taya polusi
Batré litium-ion henteu ngandung logam anu ngabahayakeun sapertos kadmium, timah, sareng raksa.
D. Teu ngandung litium logam
Batré litium-ion henteu ngandung litium logam sahingga henteu tunduk kana peraturan sapertos larangan mawa batré litium dina pesawat panumpang.
E. hirup siklus High
Dina kaayaan normal, batré litium-ion tiasa gaduh langkung ti 500 siklus charge-discharge.
F. Taya pangaruh memori
Pangaruh mémori nujul kana fenomena yén kapasitas batré nikel-kadmium diréduksi salami siklus ngecas sareng ngecas.Batré litium-ion henteu gaduh pangaruh ieu.
G. Ngecas gancang
Ngagunakeun pangecas arus konstan jeung tegangan konstan kalawan tegangan dipeunteun 4.2V bisa pinuh ngeusi batre litium-ion dina hiji nepi ka dua jam.
Batré Litium - Prinsip sareng Struktur Batré Litium
1. Struktur jeung prinsip gawé batré ion litium: Nu disebut batré ion litium nujul kana batré sekundér diwangun ku dua sanyawa nu bisa reversibly intercalate na deinterkalate ion litium salaku éléktroda positif jeung negatif.Jalma nelepon batré litium-ion ieu ku mékanisme unik, nu ngandelkeun mindahkeun ion litium antara éléktroda positif jeung négatif pikeun ngalengkepan muatan batré jeung operasi ngurangan, salaku "batré korsi goyang", ilahar disebut "batré litium". .Candak LiCoO2 sabagé conto: (1) Nalika batréna dieusi, ion litium dideinterkalasi tina éléktroda positip sareng diinterkalasi dina éléktroda négatip, sareng sabalikna nalika dicas.Ieu merlukeun éléktroda dina kaayaan intercalation litium saméméh assembly.Sacara umum, oksida logam transisi interkalasi litium kalayan poténsi anu langkung ageung tibatan 3V relatif ka litium sareng stabil dina hawa dipilih salaku éléktroda positip, sapertos LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiFePO4.(2) Pikeun bahan anu éléktroda négatip, pilih sanyawa litium intercalable anu poténsina deukeut jeung poténsi litium-gancang.Contona, rupa-rupa bahan karbon ngawengku grafit alam, grafit sintétik, serat karbon, karbon buleud mésophase, jsb. jeung oksida logam, kaasup SnO, SnO2, Timah komposit oksida SnBxPyOz (x=0.4～0.6, y=0.6～0.4, z= (2+3x+5y)/2) jsb.
batré litium
2. Batré umumna ngawengku: positip, négatip, éléktrolit, SEPARATOR, kalungguhan positif, plat négatip, terminal sentral, bahan insulating (insulator), klep kaamanan (safetyvent), ring sealing (gasket), PTC (positip kontrol suhu terminal), kasus batré.Sacara umum, jalma langkung prihatin ngeunaan éléktroda positip, éléktroda négatip, sareng éléktrolit.
batré litium
Babandingan struktur batré litium-ion
Numutkeun bahan katoda anu béda, éta dibagi kana litium beusi, litium kobalt, litium mangan, jsb.
Tina klasifikasi bentuk, umumna dibagi kana cylindrical sareng kuadrat, sareng ion litium polimér ogé tiasa janten bentuk naon waé;
Numutkeun kana bahan éléktrolit anu béda anu dianggo dina batré litium-ion, batré litium-ion tiasa dibagi kana dua kategori: batré litium-ion cair (LIB) sareng batré litium-ion solid-state.PLIB) nyaéta jenis batré litium-ion solid-state.
éléktrolit
cangkang / pakét panghalang kolektor ayeuna
Batré litium-ion cair Stainless steel cair, aluminium foil tambaga 25μPE sareng foil aluminium foil polimér litium-ion batré koloid polimér aluminium/PP pilem komposit tanpa halangan atanapi tunggal μPE tambaga foil sareng aluminium foil
Batré Litium - Fungsi Batré Litium Ion
1. dénsitas énergi High
Dibandingkeun sareng batré NI / CD atanapi NI / MH tina kapasitas anu sami, batré litium-ion beuratna langkung hampang, sareng énergi spésifik volumena nyaéta 1,5 dugi ka 2 kali tina dua jinis batré ieu.
2. tegangan tinggi
Batré litium-ion ngagunakeun éléktroda litium anu ngandung unsur éléktronégatip pisan pikeun ngahontal tegangan terminal saluhur 3.7V, nyaéta tilu kali tegangan batré NI/CD atawa NI/MH.
3. Non-polusi, ramah lingkungan
4. hirup siklus panjang
Umur hirupna ngaleuwihan 500 kali
5. kapasitas beban High
Batré litium-ion tiasa terus-terusan dikaluarkeun ku arus anu ageung, ku kituna batré ieu tiasa dianggo dina alat-alat kakuatan tinggi sapertos kaméra sareng komputer laptop.
6. kaamanan alus teuing
Kusabab pamakéan bahan anoda alus teuing, masalah tumuwuhna litium dendrite salila ngecas batré ieu nungkulan, nu greatly ngaronjatkeun kasalametan accu litium-ion.Dina waktos anu sami, asesoris anu tiasa pulih khusus dipilih pikeun mastikeun kasalametan batré nalika dianggo.
Batré litium - Métode ngecas batré ion litium
Métode 1. Saméméh batré litium-ion ninggalkeun pabrik, produsén geus dilumangsungkeun perlakuan aktivasina jeung pre-muatan, jadi batré litium-ion boga kakuatan residual, sarta batré litium-ion dieusi nurutkeun periode adjustment.Mangsa panyesuaian ieu kedah dilaksanakeun 3 dugi ka 5 kali lengkep.Ngaluarkeun.
Métode 2. Sateuacan ngecas, batré litium-ion henteu kedah discharged khusus.Discharge nu teu bener bakal ngaruksak batréna.Nalika ngecas, cobian nganggo ngecas laun sareng ngirangan ngecas gancang;waktosna teu kedah langkung ti 24 jam.Ngan sanggeus batréna geus undergone tilu nepi ka lima muatan lengkep jeung siklus ngurangan bakal bahan kimia internal na pinuh "diaktipkeun" pikeun pamakéan optimal.
Métode 3. Mangga nganggo carjer aslina atawa carjer brand reputable.Pikeun batré litium, paké carjer husus pikeun batré litium tur turutan parentah.Upami teu kitu, batréna bakal ruksak atawa malah risked.
Métode 4. Batré anu nembé dipésér nyaéta ion litium, janten 3 dugi ka 5 kali ngecas anu pangheulana umumna disebut jaman adjustment, sareng éta kedah dicas langkung ti 14 jam pikeun mastikeun yén kagiatan ion litium diaktipkeun.Batré litium-ion teu gaduh éfék mémori, tapi gaduh inertness anu kuat.Éta kudu diaktipkeun pinuh pikeun mastikeun kinerja pangalusna dina aplikasi nu bakal datang.
Métode 5. Batré litium-ion kedah nganggo carjer khusus, upami henteu tiasa ngahontal kaayaan jenuh sareng mangaruhan fungsina.Sanggeus ngecas, ulah nempatkeun dina carjer leuwih ti 12 jam, sarta misahkeun batré tina produk éléktronik mobile lamun teu dipaké pikeun lila.
batré litium - pamakéan
Kalayan pamekaran téknologi microelectronics dina abad ka-20, alat-alat miniaturisasi ningkat unggal dinten, anu nyayogikeun syarat anu luhur pikeun catu daya.Batré litium teras parantos lebet kana tahap praktis skala ageung.
Ieu mimiti dipaké dina pacemakers cardiac.Kusabab laju timer ngurangan batré litium pisan low, tegangan ngurangan téh lungkawing.Hal ieu ngamungkinkeun pikeun implant pacemaker kana awak manusa pikeun lila.
Batré litium umumna gaduh tegangan nominal langkung luhur ti 3.0 volt sareng langkung cocog pikeun catu daya sirkuit terpadu.Batré mangan dioksida loba dipaké dina komputer, kalkulator, kaméra, jeung arloji.
Conto aplikasi
1. Aya seueur bungkus batré salaku gaganti pikeun perbaikan pak batré: sapertos anu dianggo dina komputer notebook.Saatos repairing, kapanggih yén nalika pak batré ieu ruksak, ngan batré individu boga masalah.Éta tiasa digentos ku batré litium sél tunggal anu cocog.
2. Nyiptakeun obor miniatur kacaangan anu luhur Pangarang sakali nganggo batré litium 3.6V1.6AH tunggal kalayan tabung pemancar cahaya super-caangan bodas pikeun ngadamel obor miniatur, anu gampang dianggo, kompak sareng éndah.Sareng kusabab kapasitas batré anu ageung, éta tiasa dianggo rata-rata satengah jam unggal wengi, sareng parantos dianggo langkung ti dua bulan tanpa ngecas.
3. Alternatif catu daya 3V
Kusabab tegangan batré litium sél tunggal nyaéta 3.6V.Ku alatan éta, ngan hiji batré litium bisa ngaganti dua accu biasa pikeun nyadiakeun kakuatan ka parabot rumah tangga leutik kayaning radio, walkmans, kaméra, jeung sajabana, nu teu ngan beurat lampu, tapi ogé lasts lila.
Bahan anoda batré litium-ion - litium titanate
Ieu bisa digabungkeun jeung litium manganate, bahan ternary atawa litium beusi fosfat jeung bahan positif séjén pikeun ngabentuk 2.4V atawa 1.9V litium ion accu sekundér.Salaku tambahan, éta ogé tiasa dianggo salaku éléktroda positip pikeun ngabentuk batré litium 1.5V sareng litium logam atanapi litium alloy éléktroda négatip batré sekundér.
Kusabab kaamanan tinggi, stabilitas tinggi, umur panjang sarta ciri héjo ti litium titanate.Bisa diprediksi yén bahan litium titanate bakal jadi bahan éléktroda négatip tina generasi anyar accu ion litium dina 2-3 taun sarta loba dipaké dina kandaraan kakuatan anyar, motor listrik sarta maranéhanana merlukeun kaamanan tinggi, stabilitas tinggi jeung siklus panjang.widang aplikasi.Tegangan operasi batré litium titanate nyaéta 2.4V, tegangan pangluhurna nyaéta 3.0V, sareng arus ngecas dugi ka 2C.
Komposisi batré litium titanate
éléktroda positif: litium beusi fosfat, litium manganat atawa bahan ternary, litium nikel manganat.
éléktroda négatip: litium titanate bahan.
Panghalang: Panghalang batré litium ayeuna kalayan karbon salaku éléktroda négatip.
Éléktrolit: éléktrolit batré litium jeung karbon salaku éléktroda négatip.
Kasus batré: Kasus batré litium sareng karbon salaku éléktroda négatip.
Kaunggulan tina batré litium titanate: milih kandaraan listrik pikeun ngaganti kandaraan suluh mangrupa pilihan pangalusna pikeun ngajawab polusi lingkungan urban.Di antarana, batré litium-ion kakuatan geus narik perhatian éksténsif peneliti.Pikeun nyumponan sarat kendaraan listrik pikeun batré listrik litium-ion on-board, panalungtikan sareng pamekaran Bahan négatif kalayan kaamanan anu luhur, kinerja laju anu saé sareng umur panjang mangrupikeun titik panas sareng kasusah.
éléktroda négatip batré litium-ion komérsial utamana ngagunakeun bahan karbon, tapi masih aya sababaraha kalemahan dina aplikasi batré litium ngagunakeun karbon salaku éléktroda négatip:
1. dendrites litium gampang precipitated salila overcharging, hasilna sirkuit pondok tina batré jeung mangaruhan fungsi kaamanan batré litium;
2. Ieu gampang pikeun ngabentuk pilem SEI, hasilna muatan awal lemah sareng kakuatan ngurangan sarta kapasitas teu bisa balik badag;
3. Hartina, tegangan platform bahan karbon low (deukeut ka logam litium), sarta gampang ngabalukarkeun dékomposisi éléktrolit, anu bakal mawa resiko kaamanan.
4. Dina prosés panempatan jeung ékstraksi ion litium, volume robah greatly, sarta stabilitas siklus goréng.
Dibandingkeun jeung bahan karbon, spinel-tipe Li4Ti5012 boga kaunggulan signifikan:
1. Ieu bahan enol-galur sarta boga kinerja sirkulasi alus;
2. Tegangan ngurangan stabil, sarta éléktrolit moal decompose, ngaronjatkeun kinerja kaamanan accu litium;
3. Dibandingkeun jeung bahan anoda karbon, litium titanate ngabogaan koefisien difusi ion litium tinggi (2 * 10-8cm2 / s), sarta bisa boga muatan na discharged dina laju tinggi.
4. Potensi litium titanate leuwih luhur batan litium logam murni, sarta teu gampang pikeun ngahasilkeun dendrites litium, nu nyadiakeun dadasar pikeun mastikeun kasalametan accu litium.
sirkuit pangropéa
Ieu diwangun ku dua transistor éfék médan sarta pangropéa dedicated blok terpadu S-8232.Tabung kontrol overcharge FET2 sareng tabung kontrol overdischarge FET1 dihubungkeun sacara séri ka sirkuit, sareng tegangan batré diawaskeun sareng dikawasa ku IC pangropéa.Nalika tegangan batré naék ka 4.2V, tabung pangropéa overcharge FET1 dipareuman, sareng ngecasna ditungtungan.Pikeun ngahindarkeun gangguan, hiji kapasitor reureuh umumna ditambahkeun kana sirkuit éksternal.Nalika batréna dina kaayaan discharged, tegangan batré turun ka 2,55.
waktos pos: Mar-30-2023