Sie lernen, wie man eine Lithiumbatterie kauft

Lithiumbatterien werden in Lithiumionenbatterien und Polymerlithiumbatterien eingeteilt. Der Elektrolyt der Lithiumionenbatterie fließt und der Elektrolyt der Polymerlithiumbatterie ist fest. Daher ist die Lithium-Ionen-Batterie instabiler als die Polymer-lithium-batterie, die explodieren kann, wenn sie von äußeren Kräften getroffen wird oder wenn ein minderwertiges Ladegerät verwendet wird. Viele Batterien, die in tragbaren elektronischen Produkten wie Mobiltelefonen, Notebooks und Digitalkameras verwendet werden, sind Lithiumbatterien. Der Kauf einer Lithiumbatterie von schlechter Qualität ist wie eine "Zeitbombe" um Sie herum. Daher müssen Verbraucher beim Kauf von Lithiumbatterien folgende Punkte beachten:

Schritt / Methode

1. Ist die Kapazität deutlich angegeben? Bei einer Lithiumbatterie ohne klar angegebene Kapazität (2200 mAh oder 4400 mAh) handelt es sich wahrscheinlich um eine wieder zusammengebaute Müllbatterie, die einen Batteriekern von schlechter Qualität oder einen recycelten Batteriekern verwendet. Es gibt viele billige Lithiumbatterien auf dem Markt, die durch Recycling von Batteriekernen oder Zerlegen von Batteriekernen hergestellt werden. Obwohl der Preis günstig ist, die Lebensdauer kurz ist, die Qualität instabil ist und eine versehentliche Verwendung das Mobiltelefon beschädigen oder sogar explodieren kann.

2. Ob die Standby-Zeit garantiert werden soll. Die Standby-Zeit ist die Dauer der kontinuierlichen Nutzung, nachdem der Lithiumakku bis zum nächsten Aufladen in das Mobiltelefon geladen wurde. Auf dem allgemeinen Markt verkaufte Lithiumbatterien können die Standby-Zeit für Kunden nicht garantieren. Dies liegt an der instabilen Batteriequalität. Viele preiswerte Batterien verwenden Batterien von kurzer Qualität, sodass die Standby-Zeit kurz ist.

3. Ob mit einer Sicherheitsschaltung. Die Eigenschaften der Lithiumbatterie bestimmen, dass die Lithiumbatterie mit einer Schutzplatte ausgestattet sein muss, um zu verhindern, dass die Lithiumbatterie überladen, überentladen und kurzgeschlossen wird. Die Lithiumbatterie ohne Schutzplatte kann deformiert, ausgelaufen oder explodiert sein. Im harten Preiswettbewerb sucht jede Batterieverpackungsfabrik nach einer kostengünstigeren Schutzschaltung oder lässt das Gerät einfach weg, wodurch der Markt voller explosiver Lithiumbatterien wird. Verbraucher können nicht erkennen, ob sie von außen eine Schutzplatine haben. Wählen Sie daher am besten einen seriösen Händler aus.

Lithiumbatterie bezieht sich auf eine Batterie, die Lithium (einschließlich Metalllithium, Lithiumlegierung und Lithiumionen, Lithiumpolymer) in einem elektrochemischen System enthält. Lithiumbatterien können grob in zwei Kategorien unterteilt werden: Lithiummetallbatterien und Lithiumionenbatterien. Lithium-Metall-Batterien sind im Allgemeinen nicht wiederaufladbar und enthalten metallisches Lithium. Lithium-Ionen-Batterien enthalten kein metallisches Lithium und sind wiederaufladbar.

Prinzip der chemischen Reaktion der Faltbatterie

Eine Lithiummetallbatterie ist ein Batterietyp, der ein Lithiummetall oder eine Lithiumlegierung als negatives Elektrodenmaterial und eine nichtwässrige Elektrolytlösung verwendet. Die früheste Lithiumbatterie verwendete die folgende Reaktion: Li + MnO2 = LiMnO2, die Reaktion ist eine Redoxreaktion, Entladung.

Es wurde zuerst in Herzschrittmachern verwendet. Die Selbstentladungsrate der Lithiumbatterie ist extrem niedrig und die Entladespannung ist gering. Das in den menschlichen Körper implantierte Gerät kann lange Zeit ohne Aufladen betrieben werden. Lithiumbatterien haben im Allgemeinen eine Nennspannung von mehr als 3,0 Volt, wodurch sie sich besser für die Verwendung als Netzteile mit integrierten Schaltkreisen eignen. Mangandioxidbatterien werden häufig in Taschenrechnern, Digitalkameras und Uhren verwendet.

Verschiedene Materialien wurden untersucht, um exzellentere Sorten mit beispiellosem Produkt zu entwickeln. Beispielsweise sind Lithiumschwefeldioxidbatterien und Lithiumthionylchloridbatterien sehr charakteristisch. Ihre positiven Wirkstoffe sind auch Lösungsmittel für den Elektrolyten. Diese Struktur tritt nur in elektrochemischen Systemen auf, die keine wässrigen Lösungen sind. Daher hat die Forschung an Lithiumbatterien auch die Entwicklung der elektrochemischen Theorie nichtwässriger Systeme gefördert. Neben der Verwendung verschiedener nichtwässriger Lösungsmittel wurden auch Untersuchungen zu Polymer-Dünnschichtbatterien durchgeführt.

1992 entwickelte Sony erfolgreich Lithium-Ionen-Batterien. Aufgrund seiner Praktikabilität sind Mobiltelefone, Notebooks, Taschenrechner und andere tragbare elektronische Geräte von Menschen in Gewicht und Größe viel kleiner. Die Nutzungsdauer ist stark verlängert. Da die Lithium-Ionen-Batterie kein Schwermetall-Cadmium enthält, wird die Umweltverschmutzung im Vergleich zur Nickel-Cadmium-Batterie erheblich reduziert.

Lithiumbatterien werden normalerweise in zwei Kategorien unterteilt:

Lithiummetallbatterie: Eine Lithiummetallbatterie ist im Allgemeinen eine Batterie, die Mangandioxid als positives Elektrodenmaterial, metallisches Lithium oder ein Legierungsmetall davon als negatives Elektrodenmaterial und eine nichtwässrige Elektrolytlösung verwendet.

Lithium-Ionen-Batterie: Eine Lithium-Ionen-Batterie ist im Allgemeinen eine Batterie, die ein Lithiumlegierungsmetalloxid als positives Elektrodenmaterial, Graphit als negatives Elektrodenmaterial und einen nichtwässrigen Elektrolyten verwendet.

Obwohl die Lithiummetallbatterie eine hohe Energiedichte aufweist, kann sie theoretisch 3.860 Watt / kg erreichen. Da es jedoch nicht stabil genug ist und nicht aufgeladen werden kann, kann es nicht als Akku für den wiederholten Gebrauch verwendet werden. Lithium-Ionen-Batterien wurden aufgrund ihrer Fähigkeit, wiederholt aufgeladen zu werden, als Hauptbatterien entwickelt. Aufgrund seiner Kombination mit verschiedenen Elementen variiert die Zusammensetzung des Kathodenmaterials jedoch in verschiedenen Aspekten stark, was zu einer Zunahme der Streitigkeiten der Industrie über den Weg des Kathodenmaterials führt.

Im Allgemeinen sind die am häufigsten verwendeten Leistungsbatterien Lithiumeisenphosphatbatterien, Lithiummanganatbatterien, Lithiumkobaltoxidbatterien und ternäre Lithiumbatterien (ternäres Nickelkobaltmangan).

Lithiumbatterieanodenmaterialien werden grob in die folgenden Typen unterteilt:

Der erste Typ ist Kohlenstoffanodenmaterial:

Gegenwärtig sind die Anodenmaterialien, die tatsächlich für Lithiumionenbatterien verwendet werden, im Wesentlichen Kohlenstoffmaterialien, wie künstlicher Graphit, natürlicher Graphit, Mesokohlenstoffmikrokugeln, Petrolkoks, Kohlenstofffasern, Pyrolyseharzkohlenstoff und dergleichen.

Das zweite ist Anodenmaterial auf Zinnbasis:

Anodenmaterialien auf Zinnbasis können in Zinnoxide und Verbundoxide auf Zinnbasis eingeteilt werden. Oxid bezieht sich auf Oxide verschiedener Valenzmetalldosen. Derzeit gibt es keine kommerziellen Produkte.

Der dritte Typ ist ein lithiumhaltiges Übergangsmetallnitridanodenmaterial, und es gibt derzeit keine kommerziellen Produkte.

Der vierte Typ ist Legierungsanodenmaterial:

Einschließlich Legierungen auf Zinnbasis, Legierungen auf Siliziumbasis, Legierungen auf Wismutbasis, Legierungen auf Aluminiumbasis, Legierungen auf Wismutbasis, Legierungen auf Magnesiumbasis und andere Legierungen gibt es derzeit keine kommerziellen Produkte.

Der fünfte Typ ist ein Anodenmaterial im Nanomaßstab: Kohlenstoffnanoröhren, Nanolegierungsmaterialien.

Das sechste Nanomaterial ist Nanooxidmaterial: Derzeit hat Hefei Xiangzheng Chemical Technology Co., Ltd., basierend auf der neuesten Entwicklung der Marktentwicklung der Lithiumbatterie-Industrie für neue Energie im Jahr 2009, viele Unternehmen begonnen, Nano-Titanoxid zu verwenden Nano-Silica zur Zugabe zu den traditionellen Graphit-, Zinnoxid- und Kohlenstoffnanoröhren erhöht die Lade- und Entlademenge sowie die Anzahl der Lade- und Entladezyklen von Lithiumbatterien erheblich.

Technische Technologie ist eine wichtige Indikatorbasis, um zu messen, ob ein Unternehmen fortschrittlich ist, ob es auf dem Markt wettbewerbsfähig ist und ob es den Wettbewerber kontinuierlich führen kann. Mit der rasanten Entwicklung des chinesischen Marktes für Lithiumbatteriematerialien wird die damit verbundene Anwendung der Kernproduktionstechnologie sowie Forschung und Entwicklung im Mittelpunkt der Branche stehen. Das Verständnis der F & E-Trends, Prozessanlagen, Technologieanwendungen und Trends der Kerntechnologie der Lithiumbatteriematerialproduktion ist für Unternehmen von entscheidender Bedeutung, um die Produktspezifikationen zu verbessern und die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes zu verbessern.

Die leitfähige Beschichtung wird auch als Vorbeschichtung bezeichnet. In der Lithiumbatterieindustrie wird es üblicherweise als leitende Beschichtung auf der Oberfläche der positiven Stromkollektor-Aluminiumfolie bezeichnet. Die mit der leitenden Beschichtung beschichtete Aluminiumfolie wird als vorbeschichtete Aluminiumfolie oder einfach beschichtet bezeichnet. Die Schichtaluminiumfolie, ihr frühestes Experiment in der Batterie, lässt sich bis in die 70er Jahre zurückverfolgen. In den letzten Jahren hat sich die Entwicklung der neuen Energiewirtschaft, insbesondere der Lithiumeisenphosphatbatterie, zu einer beliebten neuen Technologie oder einem neuen Material in der Branche entwickelt .

Performance

Die leitfähige Beschichtung kann die Haftung des Polschuhs in der Lithiumbatterie wirksam verbessern, die Menge des verwendeten Bindemittels verringern und gleichzeitig die elektrischen Eigenschaften der Batterie erheblich verbessern.

1. Der Kontaktwiderstand sinkt um 40%

2. Reduzieren Sie die Klebstoffmenge um 50%

3. Bei gleicher Geschwindigkeit wird die Batteriespannungsplattform um 20% erhöht.

4. Die Haftung zwischen Material und Stromabnehmer wird um 30% erhöht, und nach längerer Zirkulation tritt keine Delaminierung auf.

Anweisungen für mit Lithiumbatterie beschichtete Kohlefolien

Zunächst die Materialbeschreibung

Die kohlenstoffbeschichtete Aluminiumfolie ist eine Verbundaufschlämmung, die hauptsächlich aus leitfähigem Kohlenstoff und einer hochreinen elektronischen Aluminiumfolie besteht, die durch ein Transferbeschichtungsverfahren hergestellt wird.

Zweitens der Anwendungsbereich

1. Lithiumbatterie mit feinem partikelaktivem Material

2. Die positive Elektrode ist Lithiumeisenphosphat

3. Die positive Elektrode besteht aus ternärem Feingranulat / Lithiummanganat

4. Wird für Superkondensatoren und Lithium-Primärbatterien (Lithium, Lithium-Mangan, Lithium-Eisen, Knopf usw.) anstelle des Ätzens von Aluminiumfolie verwendet

Drittens die Leistung der Batterie / des Kondensators

1. Unterdrücken Sie die Batteriepolarisation, reduzieren Sie thermische Effekte und verbessern Sie die Ratenleistung.

2. Reduzieren Sie den Innenwiderstand der Batterie und reduzieren Sie den dynamischen Innenwiderstandsanstieg des Zyklus erheblich.

3. Verbessern Sie die Konsistenz und verlängern Sie die Batterielebensdauer.

4. Verbessern Sie die Haftung zwischen dem aktiven Material und dem Stromkollektor und senken Sie die Herstellungskosten des Polstücks.

5. Schützen Sie den Stromkollektor vor Korrosion durch den Elektrolyten.

6. Verbessern Sie die Hoch- und Niedertemperaturleistung von Lithiumeisenphosphatbatterien und verbessern Sie die Verarbeitungsleistung von Lithiumeisenphosphat- und Lithiumtitanatmaterialien.

Viertens die empfohlenen Parameter

Das entsprechende beschichtete aktive Material D50 beträgt vorzugsweise nicht mehr als 4 bis 5 µm, die Verdichtungsdichte beträgt nicht mehr als 2,25 g / cm und die spezifische Oberfläche liegt im Bereich von 13 bis 18 m 2 / g.

Fünftens die Vorsichtsmaßnahmen

1. Lagerungsanforderungen: In Umgebungen mit einer Temperatur von 25 ± 5 ° C und einer Luftfeuchtigkeit von nicht mehr als 50% sollte die Erosion der Aluminiumfolie durch Luft und Wasserdampf während des Transports vermieden werden.

2. Dieses Produkt ist in zwei Typen unterteilt, A und B. Die Hauptmerkmale jedes Produkts sind: A hat ein schwarzes Aussehen, die Dicke der herkömmlichen Beschichtung beträgt auf beiden Seiten 4 bis 8 um, die Leitfähigkeit ist stärker ausgeprägt; das Aussehen von B ist hellgrau, regelmäßig Die Beschichtungsdicke beträgt auf beiden Seiten 2 bis 3 um, der Beschichtungsbereich kann in weniger Schichten geschweißt werden und die Beschichtungsmaschine kann den Sprungspalt erkennen;

3.B (grau) beschichtete Kohlefolie kann direkt im Beschichtungsbereich mit Ultraschall verschweißt werden. Sie ist nur für gewickelte Batterieschweißlaschen (bis zu 2-3 Schichten Polstücke) geeignet. Die Ultraschallleistung und -zeit müssen jedoch genau eingestellt werden ;;

4. Die Wärmeableitung der Kohlenstoffschicht ist schlechter als die der Aluminiumfolie, daher ist es notwendig, die Bandgeschwindigkeit und die Backtemperatur beim Beschichten fein einzustellen.

5. Dieses Produkt hat eine erhebliche Verbesserung der Gesamtleistung von Lithiumbatterien und -kondensatoren, kann jedoch nicht als Hauptfaktor für die Änderung der Leistung einiger Aspekte der Batterie verwendet werden, z. B. der Energiedichte der Batterie, der Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen. Hochspannung und so weiter.

Faltbare Lithiumbatterietrommel

Erstens die Eigenschaften der Lithiumbatterie-Hülle

Lithium, Ordnungszahl 3, Atomgewicht 6,941, ist das leichteste Alkalimetallelement. Um die Sicherheit und Spannung zu verbessern, haben Wissenschaftler Materialien wie Graphit und Lithiumkobaltoxid erfunden, um Lithiumatome zu speichern. Die molekulare Struktur dieser Materialien bildet ein nanoskaliges feines Speichergitter, in dem Lithiumatome gespeichert werden können. Auf diese Weise sind die Sauerstoffmoleküle zu groß, um in diese feinen Zellen einzudringen, selbst wenn das Batteriegehäuse zerbrochen ist und Sauerstoff eindringt, so dass die Lithiumatome nicht mit Sauerstoff in Kontakt kommen, um eine Explosion zu vermeiden.

Dieses Prinzip von Lithium-Ionen-Batterien ermöglicht es Menschen, eine hohe Dichte zu erreichen und gleichzeitig Sicherheit zu erreichen. Wenn eine Lithiumionenbatterie geladen wird, verliert das Lithiumatom der positiven Elektrode Elektronen und oxidiert zu Lithiumionen. Lithiumionen schwimmen durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode, treten in die Zelle der negativen Elektrode ein und erhalten ein Elektron, das zu einem Lithiumatom reduziert wird. Beim Entladen wird das gesamte Programm umgekehrt. Um zu verhindern, dass die Batterie durch direkten Kontakt zwischen den positiven und negativen Anschlüssen kurzgeschlossen wird, wird der Batterie ein Trennpapier mit einer großen Anzahl feiner Löcher hinzugefügt, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Gutes Membranpapier kann die Poren auch automatisch schließen, wenn die Batterietemperatur zu hoch ist, so dass Lithiumionen nicht hindurchtreten können, um die Gefahr zu verhindern.

Sichern

Lithiumbatteriezellen verursachen Nebenwirkungen, wenn sie auf eine Spannung von mehr als 4,2 V überladen werden. Je höher die Überladespannung ist, desto höher ist das Risiko. Nachdem die Lithiumbatteriespannung höher als 4,2 V ist, beträgt die Menge der im positiven Elektrodenmaterial verbleibenden Lithiumatome weniger als die Hälfte. Zu diesem Zeitpunkt kollabiert die Speicherzelle häufig, was zu einem dauerhaften Rückgang der Batteriekapazität führt. Wenn der Ladevorgang fortgesetzt wird, sammelt sich das nachfolgende Lithiummetall auf der Oberfläche des negativen Elektrodenmaterials an, da die Zelle der negativen Elektrode bereits mit Lithiumatomen gefüllt ist. Diese Lithiumatome wachsen Dendriten von der Oberfläche der negativen Elektrode in Richtung der Lithiumionen. Diese Lithiummetallkristalle passieren das Separatorpapier und schließen die positiven und negativen Elektroden kurz. Manchmal explodiert die Batterie, bevor der Kurzschluss auftritt. Dies liegt daran, dass während des Überladevorgangs der Elektrolyt und andere Materialien reißen und Gas erzeugen, wodurch sich das Batteriegehäuse oder das Druckventil ausbaucht und reißt und Sauerstoff in die auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgelagerten Lithiumatome eindringen und mit diesen reagieren kann. dann explodierte. Daher müssen Sie beim Laden einer Lithiumbatterie die obere Spannungsgrenze festlegen, um die Lebensdauer, Kapazität und Sicherheit der Batterie zu berücksichtigen. Die optimale Ladespannung ist auf 4,2 V begrenzt. Lithiumbatterien sollten beim Entladen auch eine untere Spannungsgrenze haben. Wenn die Zellenspannung unter 2,4 V liegt, werden einige Materialien zerstört. Da sich der Akku selbst entlädt, ist die Spannung für längere Zeit niedriger. Daher ist es am besten, es nicht auf 2,4 V zu stellen, um zu stoppen. Während des Zeitraums von der Entladung von 3,0 V bis 2,4 V beträgt die von der Lithiumbatterie freigesetzte Energie nur etwa 3% der Batteriekapazität. Daher ist 3,0 V eine ideale Entladungs-Abschaltspannung. Beim Laden und Entladen ist neben der Spannungsgrenze auch eine Strombegrenzung erforderlich. Wenn der Strom zu groß ist, können Lithiumionen nicht in die Zelle gelangen und sammeln sich auf der Oberfläche des Materials an. Wenn diese Lithiumionen Elektronen erhalten, werden Kristalle von Lithiumatomen auf der Oberfläche des Materials erzeugt, was als Überladung gefährlich ist. Im Falle eines defekten Batteriegehäuses explodiert es. Daher muss der Schutz der Lithium-Ionen-Batterie mindestens drei Faktoren umfassen: die Obergrenze der Ladespannung, die Untergrenze der Entladespannung und die Obergrenze des Stroms. Im allgemeinen Lithiumbatteriepaket wird zusätzlich zum Lithiumbatteriekern eine Schutzplatine vorhanden sein, die hauptsächlich diese drei Schutzfunktionen bereitstellen soll. Diese drei Schutzmaßnahmen der Schutzplatine reichen jedoch offensichtlich nicht aus, und die weltweite Explosion von Lithiumbatterien ist immer noch häufig. Um die Sicherheit des Batteriesystems zu gewährleisten, muss eine genauere Analyse der Ursache der Batterieexplosion durchgeführt werden.

Zweitens die Ursache der Explosionsanalyse

In 1 ist die interne Polarisation größer

In 2 absorbiert das Polstück Wasser und reagiert mit dem Elektrolyten

3, die Qualität des Elektrolyten selbst, Leistungsprobleme

In 4 erfüllt die Menge der Flüssigkeitsinjektion nicht die Prozessanforderungen beim Injizieren von Flüssigkeit

5, Laserschweißen und Schweißversiegelungsleistung im Montageprozess ist schlecht, undicht, Lecksuche beim Lecken

6, Staub, Polstück Staub ist leicht zu Mikrokurzschluss zu führen

In 7 sind die positiven und negativen Elektroden dicker als der Prozessbereich und es ist schwierig, in die Hülle einzutreten.

In 8 ist das Problem der Flüssigkeitsinjektionsdichtung, der Stahlkugeldichtungsleistung nicht gut, was zu einer Lufttrommel führt

In 9 hat das Schalenmaterial eine dicke Schalenwand und die Schalenverformung beeinflusst die Dicke.

Drittens die Art der Explosionsanalyse

Explosionsartanalyse Die Art der Batteriekernexplosion kann als externer Kurzschluss, interner Kurzschluss und Überladung zusammengefasst werden. Der äußere Teil bezieht sich hier auf die Außenseite der Batteriezelle und enthält einen Kurzschluss, der durch ein schlechtes Isolationsdesign im Batteriepack verursacht wird. Wenn ein Kurzschluss außerhalb der Zelle auftritt und die elektronische Komponente den Stromkreis nicht abschaltet, wird in der Zelle hohe Wärme erzeugt, wodurch ein Teil des Elektrolyten verdampft und das Batteriegehäuse vergrößert wird. Wenn die Innentemperatur der Batterie 135 Grad Celsius beträgt, schließt das Membranpapier von guter Qualität die Poren, die elektrochemische Reaktion wird beendet oder fast beendet, der Strom fällt plötzlich ab und die Temperatur sinkt langsam, wodurch das Problem vermieden wird Explosion. Die Porenschließrate ist jedoch zu schlecht, oder das Separatorpapier, das die Poren überhaupt nicht schließt, führt dazu, dass die Batterietemperatur weiter ansteigt, mehr Elektrolyt verdampft und schließlich das Batteriegehäuse gebrochen wird und die Batterietemperatur wird sogar angehoben. Das Material brennt und explodiert.

Der interne Kurzschluss wird hauptsächlich durch den Grat der Kupferfolie und der Aluminiumfolie verursacht, die die Membran durchstoßen, oder durch den Dendriten von Lithiumatomen, die die Membran durchbohren. Diese winzigen nadelartigen Metalle können Mikrokurzschlüsse verursachen. Da die Nadel sehr dünn ist und einen bestimmten Widerstandswert hat, ist der Strom nicht unbedingt groß. Während des Produktionsprozesses entstehen Grate aus Kupfer und Aluminiumfolie. Das beobachtete Phänomen ist, dass die Batterie zu schnell leckt und die meisten von ihnen von der Batteriefabrik oder dem Montagewerk gesiebt werden können. Da die Grate klein sind, werden sie manchmal abgeblasen, so dass die Batterie wieder normal wird. Daher ist die Wahrscheinlichkeit einer Explosion, die durch einen Grat-Mikrokurzschluss verursacht wird, nicht hoch. Auf diese Weise ist es möglich, kurz nach dem Laden in jeder Batteriefabrik eine schlechte Batterie mit einer niedrigen Spannung zu erhalten, aber es gibt nur wenige Explosionsereignisse und statistische Unterstützung. Daher wird die durch den internen Kurzschluss verursachte Explosion hauptsächlich durch Überladung verursacht.

Denn nach dem Überladen befinden sich die linsenförmigen Lithiummetallkristalle überall auf dem Polstück, und der Einstichpunkt ist überall, und überall treten Mikrokurzschlüsse auf. Daher steigt die Batterietemperatur allmählich an und schließlich ist die hohe Temperatur das Elektrolytgas. Unabhängig davon, ob die Temperatur zu hoch ist, brennt das Material und explodiert oder die äußere Hülle wird zuerst gebrochen, so dass die Luft eintritt und das Lithiummetall heftig oxidiert wird, was das Ende der Explosion darstellt. Eine solche Explosion, die durch einen internen Kurzschluss verursacht wird, der durch Überladung verursacht wird, tritt jedoch nicht notwendigerweise zum Zeitpunkt des Ladens auf. Es ist möglich, dass, wenn die Batterietemperatur nicht hoch genug ist, um das Material zu verbrennen, und das erzeugte Gas nicht ausreicht, um das Batteriegehäuse zu zerbrechen. Der Verbraucher beendet den Ladevorgang und nimmt das Mobiltelefon heraus. Zu diesem Zeitpunkt erhöht die durch die zahlreichen Mikrokurzschlüsse erzeugte Wärme langsam die Temperatur der Batterie, und nach einer gewissen Zeit tritt die Explosion auf. Die allgemeine Beschreibung von Verbrauchern lautet, dass das Telefon beim Abheben als sehr heiß eingestuft wird und nach dem Wegwerfen explodiert. In Kombination mit den oben genannten Explosionsarten können wir uns auf die Verhinderung von Überladung, die Verhinderung externer Kurzschlüsse und die Sicherheit des Explosionsschutzes durch drei Parteien konzentrieren. Unter anderem sind Überlastschutz und externe Kurzschlussverhütung ein elektronischer Schutz, der in hohem Maße mit dem Design des Batteriesystems und der Batteriemontage zusammenhängt. Der Schwerpunkt der Verbesserung der Batteriesicherheit liegt auf dem chemischen und mechanischen Schutz, der in enger Beziehung zu den Anlagen zur Herstellung von Batterien steht.

Viertens die Designspezifikation

Da es weltweit Hunderte Millionen Mobiltelefone gibt, muss die Ausfallrate des Sicherheitsschutzes weniger als eins von 100 Millionen betragen, um Sicherheit zu erreichen. Da die Ausfallrate der Platine im Allgemeinen viel höher als eine Milliarde ist, müssen beim Entwurf eines Batteriesystems mehr als zwei Sicherheitsleitungen vorhanden sein. Ein häufiger Fehler ist die Verwendung eines Ladegeräts (Adapters) zum direkten Laden des Akkus. Auf diese Weise wird der überladene Schutz vollständig auf die Schutzplatine des Akkus übertragen. Obwohl die Ausfallrate der Schutzplatine nicht hoch ist, gibt es jeden Tag auf der Welt einen Explosionsunfall, selbst wenn die Ausfallrate nur eins zu einer Million beträgt. Wenn das Batteriesystem zwei Sicherheitsvorkehrungen zum Überladen, Überentladen bzw. Überstrom bieten kann und die Ausfallrate jedes Schutzes eins zu zehntausend beträgt, können die beiden Schutzmaßnahmen die Ausfallrate auf ein Hunderttausendstel reduzieren. Das Blockschaltbild eines herkömmlichen Batterieladesystems ist wie folgt, einschließlich des Ladegeräts und des Batteriepacks.

1 Ladegerät enthält außerdem zwei Teile Adapter (Adapter) und Laderegler. Der Adapter wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, und der Laderegler begrenzt den maximalen Strom und die maximale Spannung des Gleichstroms.

2 Der Akku enthält zwei Teile der Schutzplatine und des Batteriekerns sowie einen PTC zur Begrenzung des Maximalstroms. In der folgenden Abbildung funktioniert das Textfeld Wechselstromvariable DC des Adapters: die Strombegrenzungsspannungsgrenze des Stromreglers. Ladefeld-Textfeldfunktion: Überladung der Schutzplatine, Überentladung, Überstromschutz. Textfeldfunktion der Akkus: Strombegrenzer. Die Batteriezelle verwendet als Beispiel ein Handy-Batteriesystem. Das Überladeschutzsystem verwendet die Ausgangsspannung des Ladegeräts, die auf ca. 4,2 V eingestellt wird, um die erste Schutzschicht zu erreichen, sodass die Batterie auch dann nicht überladen wird, wenn die Schutzplatte am Akku ausfällt. Der zweite Schutz ist die Überladeschutzfunktion auf der Schutzplatine, die im Allgemeinen auf 4,3 V eingestellt ist. Auf diese Weise ist die Schutzplatine normalerweise nicht dafür verantwortlich, den Ladestrom abzuschalten, und nur wenn die Ladespannung ungewöhnlich hoch ist, ist die Aktion erforderlich. Der Überstromschutz liegt in der Verantwortung der Schutzplatte und der Strombegrenzungsplatte. Dies ist auch zwei Schutzmaßnahmen gegen Überstrom und externen Kurzschluss. Da eine Überentladung nur während des Prozesses auftritt, in dem das elektronische Produkt verwendet wird. Daher besteht die allgemeine Konstruktion darin, den ersten Schutz durch die Leiterplatte des elektronischen Produkts bereitzustellen, und die Schutzplatine auf dem Akkupack bietet den zweiten Schutz. Wenn das elektronische Produkt feststellt, dass die Versorgungsspannung unter 3,0 V liegt, sollte es automatisch heruntergefahren werden. Wenn das Produkt nicht für diese Funktion entwickelt wurde, schließt die Schutzplatine die Entladungsschleife, wenn die Spannung nur 2,4 V beträgt.

Allgemein: Beim Entwurf eines Batteriesystems müssen zwei elektronische Schutzvorrichtungen für Überladung, Überentladung bzw. Überstrom vorgesehen werden. Laden Sie die Platine nach dem Entfernen auf. Wenn die Batterie explodiert, bedeutet dies ein schlechtes Design. Laden Sie die Platine nach dem Entfernen auf. Wenn die Batterie explodiert, bedeutet dies ein schlechtes Design. Obwohl das obige Verfahren zwei Schutzmaßnahmen bietet, da der Verbraucher häufig ein nicht originales Ladegerät kauft, um es nach einem Defekt des Ladegeräts aufzuladen, entfernt der Ladegerätehersteller den Laderegler häufig aus Kostengründen, um die Kosten zu senken. . Infolgedessen trieb schlechtes Geld gutes Geld aus, und viele minderwertige Ladegeräte erschienen auf dem Markt. Dadurch verliert der Überladungsschutz die erste und wichtigste Verteidigungslinie. Überladung ist der wichtigste Faktor, der eine Explosion der Batterie verursacht. Daher kann ein Ladegerät von schlechter Qualität als Schuldiger der Batterieexplosion angesehen werden. Natürlich verwenden nicht alle Batteriesysteme die oben gezeigte Lösung. In einigen Fällen befindet sich im Akkupack auch ein Laderegler.

Beispielsweise verfügen viele Notebooks über einen Batterieregler und einen Laderegler. Dies liegt daran, dass Notebooks normalerweise einen Laderegler im Computer haben und dem Verbraucher nur einen Adapter geben. Daher muss der externe Akku des Notebooks über einen Laderegler verfügen, um die Sicherheit des externen Akkus beim Laden mit dem Adapter zu gewährleisten. Darüber hinaus verfügen Produkte, die mit einem Zigarettenanzünder im Auto aufgeladen werden, manchmal über einen Laderegler im Akkupack. Die letzte Verteidigungslinie: Wenn die elektronischen Schutzmaßnahmen fehlschlagen, wird die letzte Verteidigungslinie von der Batterie bereitgestellt. Das Sicherheitsniveau der Batteriezelle kann grob danach abgestuft werden, ob der Batteriekern extern kurzgeschlossen und überladen werden kann. Wenn sich vor der Explosion der Batterie Lithiumatome in der Oberfläche des Materials befinden, ist die Sprengkraft noch größer. Darüber hinaus bleibt der Schutz vor Überladung häufig bestehen, da der Verbraucher ein Ladegerät von schlechter Qualität verwendet und nur noch eine Verteidigungslinie übrig bleibt. Daher ist die Fähigkeit der Batterie, einer Überladung zu widerstehen, wichtiger als die Fähigkeit, externen Kurzschlüssen zu widerstehen. Vergleich der Sicherheit von Aluminiumschalen und Stahlschalenbatterien Aluminiumschalen haben einen hohen Sicherheitsvorteil gegenüber Stahlschalen.

Sind Lithiumbatterien positive und negative Kohlenstoffröhren? Warum sollten den positiven und negativen aktiven Materialien von Lithium-Ionen-Batterien VGCF-Kohlenstoffröhren zugesetzt werden?

1. Unabhängig davon, ob das positive oder negative aktive Material das Problem der Expansion und Kontraktion aufweist, im Allgemeinen 20% (theoretischer Wert: 10,5%) Expansionsschrumpfung des negativen Kohlenstoffmaterials und 6% (theoretischer Wert: 2%) Expansion wie das Ausbeute an LFP-positivem Elektrodenmaterial. Beim mehrmaligen Laden und Entladen ist der Kontakt zwischen den positiven und negativen aktiven Materialpartikeln und den Partikeln klein, der Spalt wird vergrößert und sogar einige werden vom Kollektor getrennt, was zu einer intermittierenden diskontinuierlichen Phase zwischen dem Elektron und dem Ionentransportweg führt , ein totes aktives Material werden, nicht an der Elektrodenreaktion teilnehmen. Daher wird die Zykluslebensdauer verringert. VGCF-Carbonrohr hat ein großes Seitenverhältnis. Selbst wenn sich die positiven und negativen aktiven Materialien ausdehnen und zusammenziehen, kann der Spalt zwischen den aktiven Materialpartikeln durch VGCF-Kohlenstoffrohrbrücken verbunden werden, und die Elektronen- und Ionenübertragung wird nicht unterbrochen.

Gefaltete Lithium-Primärbatterie

Lithium-Mangandioxid-Batterie (CR)

Das Metalllithium wird als negative Elektrode verwendet, das wärmebehandelte Mangandioxid wird als positive Elektrode verwendet, der Separator besteht aus PP- oder PE-Folie, die zylindrische Batterie ist die gleiche wie der Lithiumionenbatterie-Separator und der Elektrolyt ist die organische Lösung von Lithiumperchlorat, zylindrisch oder Knopf. . Die Batterie muss in einer trockenen Umgebung mit einer Luftfeuchtigkeit von ≤ 1% hergestellt werden.

Merkmale: niedrige Selbstentladungsrate, jährliche Selbstentladung kann ≤ 1% sein, vollständig versiegelte (Metallschweißen, Lazerseal) Batterie kann eine Lebensdauer von 10 Jahren erreichen, halbversiegelte Batterie beträgt im Allgemeinen 5 Jahre, wenn die Arbeitskontrolle nicht gut ist kann es dieses Leben nicht erreichen. Bei der Entwicklung einer zylindrischen Lithium-Mangan-Batterie hat Yiwei gute Arbeit geleistet. Derzeit hat es die automatische Produktion realisiert. Die Batterie kann kurzgeschlossen, überladen usw. sein.

Im Allgemeinen befindet sich auf dem Motherboard eines Desktop-Computers eine Lithiumbatterie vom Knopf-Typ, die einen schwachen Strom liefert und für etwa 3 Jahre normal verwendet werden kann. Einige Hotelzugangskarten, Instrumente usw. verwenden auch Lithium-Mangandioxid-Batterien, die in den letzten Jahren verwendet wurden. Der Betrag ist von Jahr zu Jahr gesunken.

Lithium-Thionylchlorid-Batterie

Das Metalllithium wird als negative Elektrode verwendet, die positive Elektrode und der Elektrolyt sind Thionylchlorid (Thionylchlorid), und die zylindrische Batterie wird mit einer Spannung von 3,6 V aufgeladen, was einer der stabilsten Batterietypen ist und ist auch das aktuelle Stückvolumen. (Masse) die Batterie mit der höchsten Kapazität. Es eignet sich für elektronische Geräte, die nicht häufig gewartet werden können und einen feinen Strom liefern.

Andere Lithiumbatterien umfassen Lithium-Schwefel-Eisenbatterien, Lithium-Schwefeldioxid-Batterien und dergleichen.

Zusammenklappbarer Lithium-Ionen-Akku

Lithium-Ionen-Batterien sind derzeit in Flüssig-Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und Polymer-Lithium-Ionen-Batterien (PLB) erhältlich. Unter diesen bezieht sich die Flüssiglithiumionenbatterie auf eine Sekundärbatterie, bei der die Li + -Interkalationsverbindung eine positive oder eine negative Elektrode ist. Die positive Elektrode ist eine Lithiumverbindung LiCoO oder LiMnO? Und die negative Elektrode ist eine Lithium-Kohlenstoff-Interkalationsverbindung. Lithium-Ionen-Akkus sind aufgrund ihrer hohen Betriebsspannung, geringen Größe, ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Energie, ihres Memory-Effekts, ihrer Umweltverschmutzung, ihrer geringen Selbstentladung und ihrer langen Lebensdauer eine ideale Energiequelle für die Entwicklung des 21. Jahrhunderts.

Mit der Entwicklung der Mikroelektronik-Technologie im 20. Jahrhundert nimmt die Anzahl miniaturisierter Geräte zu und es werden hohe Anforderungen an die Stromversorgung gestellt. Lithiumbatterien haben eine große praktische Phase erreicht.

Die früheste verwendete Lithium-Primärbatterie wurde in Herzschrittmachern verwendet. Da die Selbstentladungsrate der Lithium-Subbatterie extrem niedrig ist, ist die Entladespannung sehr gering. Dadurch ist es möglich, den Herzschrittmacher für lange Zeit in den menschlichen Körper zu implantieren.

Lithium-Mangan-Batterien haben im Allgemeinen eine Nennspannung von mehr als 3,0 Volt und eignen sich besser für die Stromversorgung mit integrierten Schaltkreisen. Sie werden häufig in Computern, Taschenrechnern und Uhren verwendet.

Heutzutage werden Lithium-Ionen-Batterien häufig in Mobiltelefonen, Notebooks, Elektrowerkzeugen, Elektrofahrzeugen, Notstromversorgungen für Straßenlaternen, Navigationslichtern und Haushaltsgeräten verwendet und können als die größte Anwendungsgruppe bezeichnet werden.

Faltbare Forschungs- und Entwicklungsperspektiven

Verschiedene Materialien wurden untersucht, um bessere Sorten zu entwickeln und ein beispielloses Produkt zu schaffen. Beispielsweise sind Lithiumschwefeldioxidbatterien und Lithiumthionylchloridbatterien sehr charakteristisch. Ihre positiven Wirkstoffe sind auch Lösungsmittel für den Elektrolyten. Diese Struktur tritt nur in elektrochemischen Systemen auf, die keine wässrigen Lösungen sind. Daher hat die Forschung an Lithiumbatterien auch die Entwicklung der elektrochemischen Theorie nichtwässriger Systeme gefördert. Neben der Verwendung verschiedener nichtwässriger Lösungsmittel wurden auch Untersuchungen zu Polymer-Dünnschichtbatterien durchgeführt.

Lithiumbatterien werden häufig in Energiespeichersystemen wie Wasserkraft-, Feuerkraft-, Windkraft- und Solarkraftwerken, unterbrechungsfreien Stromversorgungen für Post und Telekommunikation sowie Elektrowerkzeugen, Elektrofahrrädern, Elektromotorrädern, Elektrofahrzeugen, militärischen Geräten und Luft- und Raumfahrt eingesetzt und viele andere Bereiche.

Lithium-Ionen-Batterien werden aufgrund ihrer einzigartigen Leistungsvorteile häufig in tragbaren Geräten wie Laptops, Camcordern und Mobilkommunikation verwendet. Die derzeit entwickelte Lithium-Ionen-Batterie mit großer Kapazität wurde in Elektrofahrzeugen getestet und wird voraussichtlich im 21. Jahrhundert zu einer der Hauptstromquellen für Elektrofahrzeuge werden. Sie wird in Satelliten-, Luft- und Raumfahrt- und Energiespeichern eingesetzt. Aufgrund des Energiemangels und des Drucks auf den weltweiten Umweltschutz ist Lithiumbatterie heute in der Elektrofahrzeugindustrie weit verbreitet, insbesondere bei der Entstehung von Lithiumeisenphosphatbatterien, die die Entwicklung und Anwendung der Lithiumbatterieindustrie gefördert haben.

Um eine Überentladung oder Überladung der Batterie aufgrund unsachgemäßer Verwendung zu vermeiden, ist in der Einzelzellen-Lithium-Ionen-Batterie ein dreifacher Schutzmechanismus vorgesehen. Zunächst wird das Schaltelement verwendet. Wenn die Temperatur im Inneren der Batterie steigt, steigt ihr Widerstandswert. Wenn die Temperatur zu hoch ist, wird die Stromversorgung automatisch gestoppt. Zweitens wird das geeignete Separatormaterial ausgewählt. Wenn die Temperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt, werden die Mikroporen in Mikrometergröße am Separator automatisch aufgelöst, so dass die Lithiumionen nicht passieren und die interne Reaktion der Batterie stoppt. Das dritte ist das Einstellen des Sicherheitsventils (dh der Entlüftungsöffnung oben an der Batterie). Wenn der Innendruck der Batterie auf einen bestimmten Wert ansteigt, öffnet sich das Sicherheitsventil automatisch, um die Sicherheit der Batterie zu gewährleisten.

Obwohl die Batterie selbst über Sicherheitskontrollmaßnahmen verfügt, steigt der Innendruck der Batterie manchmal stark an und verursacht eine Explosion, wenn die Kontrolle aus bestimmten Gründen ausfällt und das Sicherheitsventil oder Gas nicht ausreicht, um durch das Sicherheitsventil freigesetzt zu werden .

Unter normalen Umständen ist die in einer Lithium-Ionen-Batterie gespeicherte Gesamtenergie umgekehrt proportional zu ihrer Sicherheit. Mit zunehmender Batteriekapazität nimmt auch das Batterievolumen zu, und die Wärmeableitungsleistung verschlechtert sich, und die Wahrscheinlichkeit eines Unfalls nimmt stark zu. Für Lithium-Ionen-Batterien für Mobiltelefone ist die Grundvoraussetzung, dass die Wahrscheinlichkeit eines Sicherheitsunfalls weniger als eins zu einer Million beträgt, was der für die Öffentlichkeit akzeptable Mindeststandard ist. Für Lithium-Ionen-Batterien mit großer Kapazität, insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien mit großer Kapazität, wie z. B. Automobile, ist es besonders wichtig, eine Zwangskühlung zu verwenden.

Durch Auswahl eines sichereren Elektrodenmaterials und Auswahl von Lithiummanganatmaterial wird sichergestellt, dass das Lithiumion der positiven Elektrode vollständig in das Kohlenstoffloch der negativen Elektrode in der Molekülstruktur eingebettet ist, wodurch die Bildung von Dendriten grundsätzlich vermieden wird. Gleichzeitig ist seine Oxidationsleistung aufgrund der stabilen Struktur von Lithiummanganat weitaus geringer als die von Lithiumcobaltat. Die Zersetzungstemperatur übersteigt 100 ° C Lithiumcobaltat. Selbst wenn ein interner Kurzschluss (Akupunktur) aufgrund äußerer Kraft, externer Kurzschluss oder Überladung vorliegt, ist er voll funktionsfähig. Die Gefahr von Verbrennungen und Explosionen durch Ausfällung von metallischem Lithium wird vermieden.

Darüber hinaus kann die Verwendung von Lithiummanganatmaterialien die Kosten erheblich senken.

Um die Leistung der vorhandenen Sicherheitssteuerungstechnologie zu verbessern, müssen wir zunächst die Sicherheitsleistung von Lithium-Ionen-Batteriezellen verbessern, was besonders für Batterien mit großer Kapazität wichtig ist. Der Abscheider mit guter thermischer Abschaltleistung wird ausgewählt. Die Funktion des Separators besteht darin, den Durchgang von Lithiumionen zu ermöglichen, während die positiven und negativen Elektroden der Batterie isoliert werden. Wenn die Temperatur steigt, wird sie geschlossen, bevor der Abscheider schmilzt, so dass der Innenwiderstand auf 2000 Ohm ansteigt und die Innenreaktion gestoppt wird.

Wenn der Innendruck oder die Innentemperatur den voreingestellten Standard erreicht, öffnet sich das explosionsgeschützte Ventil und beginnt, den Druck zu entlasten, um eine übermäßige Ansammlung von Innengas, Verformung und schließlich das Platzen des Gehäuses zu verhindern.

Verbessern Sie die Steuerempfindlichkeit, wählen Sie empfindlichere Steuerparameter aus und kombinieren Sie die Steuerung mit mehreren Parametern (dies ist besonders wichtig für Batterien mit hoher Kapazität). Bei Lithium-Ionen-Akkus mit großer Kapazität besteht es aus mehreren Zellen in Reihe / parallel. Beispielsweise beträgt die Spannung eines Notebooks 10 V oder mehr und die Kapazität ist groß. Im Allgemeinen können 3 bis 4 Einzelzellen in Reihe geschaltet werden, um die Spannungsanforderungen zu erfüllen, und dann werden 2 bis 3 Batteriepacks parallel geschaltet, um eine große Kapazität sicherzustellen.

Der Akku mit großer Kapazität selbst muss eine relativ vollständige Schutzfunktion haben. Zwei Leiterplattenmodule sollten ebenfalls berücksichtigt werden: das Schutzplattensubstratmodul (Protection Board PCB) und das Smart Battery Gauge Board-Modul. Das komplette Batterieschutzdesign umfasst: Schutz-IC der Stufe 1 (um ein Überladen der Batterie, Überentladung, Kurzschluss zu verhindern), einen Schutz-IC der Stufe 2 (um die zweite Überspannung zu verhindern), Sicherungen, LED-Anzeigen, Temperatureinstellung und andere Komponenten.

Unter dem mehrstufigen Schutzmechanismus kann der Laptop-Akku auch bei abnormalen Ladegeräten und Laptops nur in den automatischen Schutzzustand geschaltet werden. Wenn die Situation nicht ernst ist, funktioniert sie nach dem erneuten Einstecken weiterhin normal. Eine Explosion wird auftreten.

Gegenwärtig ist die zugrunde liegende Technologie, die in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird, die in Notebooks und Mobiltelefonen verwendet werden, unsicher und erfordert eine sicherere Struktur.

Kurz gesagt, mit der Weiterentwicklung der Materialtechnologie und dem wachsenden Verständnis der Anforderungen für die Entwicklung, Herstellung, Prüfung und Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien werden zukünftige Lithium-Ionen-Batterien sicherer.

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