Was ist ein Lithium-Ionen-Akku?

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine Art Batterie, die Lithiummetall oder eine Lithiumlegierung als Kathode und eine Lösung eines nichtwässrigen Elektrolyten verwendet. Da der chemische Charakter von Lithiummetall sehr lebhaft ist, stellt es hohe Anforderungen an die Umgebung der Verarbeitung, Lagerung und Verwendung. Der Lithium-Ionen-Akku wurde also schon lange nicht mehr verwendet. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat sich die Lithium-Ionen-Batterie zum Mainstream entwickelt.

Lithiumbatterien können grob in zwei Kategorien unterteilt werden: Lithiummetallbatterien und Lithiumionenbatterien. Lithium-Ionen-Akku enthält kein metallisches Lithium und kann aufgeladen werden.

Abkürzung für Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien als neuer Typ derzeit energiespeicherbatterie, ersetzt allmählich die traditionellen Blei-Säure-Batterien.

Lithium-Ionen-Batterien von SONY aus Japan im Jahr 1990 die erste erfolgreiche Entwicklung. Es soll den in Lithiumionen eingebetteten Kohlenstoff (Petrolkoks und Graphit) in die Kathode eingebracht werden (herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verwenden Lithium oder Lithiumlegierung als Negativ). Die üblicherweise verwendeten Anodenmaterialien LixCoO2 verwenden auch LixNiO2 und LixMnO4, Elektrolyt mit LiPF6 + Ethylencarbonat (EC) + Dimethylcarbonat (DMC).

2, Petrolkoks und Graphit als Kathodenmaterialien, ungiftige und reichlich vorhandene Ressourcen, in Lithiumionen eingebetteter Kohlenstoff, überwinden das Lithium von hochaktivem, lösen die Sicherheitsprobleme der herkömmlichen Lithiumbatterie, das positive LixCoO2 auf Lade- und Entladeleistung und Die Lebensdauer könnte ein höheres Niveau erreichen, die Kosten senken und die umfassende Leistung von Lithium-Ionen-Batterien erhöhen. Die Lithium-Ionen-Batterie des 21. Jahrhunderts wird ein großer Markt sein.

3, Lade- und Entladungsgleichung für Lithiumionen-Sekundärbatterien für LiCoO2 + C = Li1-xCoO2 + LixC

Zweitens kann eine Lithium-Ionen-Batterie leicht mit den folgenden zwei Arten von Batterien verwechselt werden:

(1): Lithium-Ionen-Batterien für Lithium-Metall-Anoden.

(2) Lithium-Ionen-Batterie: Verwendung eines nichtwässrigen organischen flüssigen Elektrolyten.

(3) Lithiumionen-Polymerbatterie: durch Polymergel flüssiges organisches Lösungsmittel oder direkt mit Festkörperelektrolyt. Lithium-Ionen-Batterien mit üblicherweise Graphitkathoden-Kohlenstoffmaterialien.

Lithium-Ionen-Batterie: Eine Sekundärbatterie (wiederaufladbare Batterien), bei der hauptsächlich Lithium-Ionen zwischen positiv und negativ bewegt werden, um zu funktionieren. Beim Laden und Entladen wird Li + zwischen den beiden Elektroden hin und her eingebettet und ausgeschaltet: Beim Laden wird Li + von der Anode nach der Anode in die Kathode eingebetteter Elektrolyt im fetten Lithiumzustand eingebettet; Entladung ist das Gegenteil.

Lithiumbatterien werden in Lithiumbatterien und Lithiumionenbatterien unterteilt. Mobiltelefone und Laptops sind lithium-ionen-akkus, die üblicherweise als For-lithium-akkus bezeichnet werden. Materialien, die Lithiumbatterien enthalten, werden als Elektrode verwendet, was für moderne Hochleistungsbatterien repräsentativ ist. Aber die echte Lithiumbatterie, wegen des großen Risikos, das in den täglichen elektronischen Produkten selten angewendet wird.

Lithium-Ionen-Batterien von SONY aus Japan im Jahr 1990 die erste erfolgreiche Entwicklung. Es soll den in Lithiumionen eingebetteten Kohlenstoff (Petrolkoks und Graphit) in die Kathode eingebracht werden (herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verwenden Lithium oder Lithiumlegierung als Negativ). Die üblicherweise verwendeten Anodenmaterialien LixCoO2 verwenden auch LixNiO2 und LixMnO4, Elektrolyt mit LiPF6 + Ethylencarbonat (EC) + Dimethylcarbonat (DMC).

Petrolkoks und Graphit als Kathodenmaterialien, ungiftige und reichlich vorhandene Ressourcen, in Lithiumionen eingebetteter Kohlenstoff, überwinden das hochaktive Lithium, lösen die Sicherheitsprobleme der herkömmlichen Lithiumbatterie, das positive LixCoO2 in Bezug auf Lade- und Entladeleistung und Lebensdauer könnte ein höheres Niveau erreichen, die Kosten senken, für die umfassende Leistung von Lithium-Ionen-Batterien erhöht. Die Lithium-Ionen-Batterie des 21. Jahrhunderts wird ein großer Markt sein.

Lade- und Entladungsgleichung für Lithiumionen-Sekundärbatterien für LiCoO2 + C = Li1-xCoO2 + LixC [1]

"Lithiumbatterie" ist eine Art Lithiummetall- oder Lithiumlegierungsanodenmaterial, bei dem eine Wasserbatterie-Elektrolytlösung verwendet wird. Lithiumbatterie bereits 1912 von GilbertN. Lewis wird in dieser Studie vorgeschlagen. In den 1970er Jahren wurde MSW vorgeschlagen, Schinken zu schlagen und mit der Erforschung von Lithium-Ionen-Batterien zu beginnen. Aufgrund der Lithiumchemie ist die Chemie sehr lebhaft, was die Verarbeitung, Lagerung, Verwendung und Verwendung von Lithiummetall zu einem sehr hohen Bedarf an die Umwelt macht. Die Lithiumbatterie wurde also schon lange nicht mehr verwendet. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat sich die Lithiumbatterie zum Mainstream entwickelt.

Lithiumbatterien können grob in zwei Kategorien unterteilt werden: Lithiumbatterien und Lithiumionenbatterien. Lithium-Ionen-Akku enthält keinen Lithium-Metall-Zustand und kann aufgeladen werden. Die fünfte Generation von Lithiumbatterien mit wiederaufladbaren Batterien wurde 1996 geboren. Ihre Sicherheit, spezifische Kapazität, Selbstentladungsrate und Kostenleistung sind besser als die von Lithium-Ionen-Batterien. Aufgrund seiner hohen technischen Anforderungen begrenzen nur noch wenige Länder diese Art von Lithiumbatterien.

Die früheste Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien im Herzschrittmacher. Die Selbstentladungsrate der Lithiumbatterie ist extrem niedrig, die Vorteile der Entladespannung sind flach, wodurch die Schrittmacherimplantation in den menschlichen Körper für einen Langzeitbetrieb ohne Aufladen der Batterien erfolgt. Lithiumbatterien haben tendenziell eine höhere Nennspannung als 3,0 V und sind besser für die Stromversorgung mit integrierten Schaltkreisen geeignet. Mangandioxid-Batterien, ist weit verbreitet in Taschenrechnern, Digitalkameras, einer Uhr verwendet.

Um eine bessere Leistung der Sorten zu erzielen, werden Menschen aus verschiedenen Materialien untersucht, um ein beispielloses Produkt zu schaffen.

Sony entwickelte 1992 erfolgreich Lithium-Ionen-Batterien. Aufgrund seiner praktischen Anwendung können Mobiltelefone, Notebooks und Taschenrechner von Personen elektronische Geräte wie weniger Gewicht und Volumen tragen.

Lithium, Ordnungszahl 3, Atomgewicht 6,941, ist das leichteste Alkalimetallelement. Um die Sicherheit und Spannung zu verbessern, erfanden die Wissenschaftler die Lithiummaterialien Graphit und Kobaltsäure, um beispielsweise Lithiumatome zu speichern. Die Molekülstruktur dieser Materialien, die im Nanometerbereich eines kleinen Speichergitters gebildet wird, kann zur Speicherung von Lithiumatomen verwendet werden. Auf diese Weise wird die Bildung von Lithiumatomen nicht vermieden, selbst wenn die Batteriehülle zerbrochen ist und Sauerstoff, auch wegen zu viel Sauerstoff, in diese kleinen Speicher gelangt, um den Kontakt mit dem Sauerstoffstoß zu vermeiden.

Eine Überladung des Lithiumbatteriekerns auf eine Spannung von mehr als 4,2 V führt zu Nebenwirkungen. Je höher der Druck, desto höher ist auch das Risiko. Lithiumbatteriespannung höher als 4,2 V, die Anodenmaterialien innerhalb von weniger als der Hälfte der Anzahl der verbleibenden Lithiumatome, speichern normalerweise zu diesem Zeitpunkt zusammenbrechen, lassen die Batteriekapazität dauerhaft abnehmen. Wenn sich die Ladung weiter auflädt, weil die Kathode voll von Lithiumatomen ist, sammeln sich nachfolgende Anodenmaterialien mit Lithiummetall in der Oberfläche an. Diese Lithiumatome wachsen vom Lithiumion zur Kathodenoberfläche in Richtung des dendritischen Kristalls. Der Lithiummetallkristall durch das Membranpapier macht einen negativen Kurzschluss. In Kurzschlussbatterien vor der ersten Explosion kann dies manchmal daran liegen, dass Elektrolytmaterialien beim Überladen zu Gasrissen führen können, z. B. wenn das Batteriegehäuse oder das Aufblasdruckventil beschädigt werden und Sauerstoff in die Lithiumatome eindringen und sich dort ansammeln auf der Oberfläche der Kathodenreaktion, dann explodiert.

Daher können Lithiumbatterien, stellen Sie sicher, dass Sie die obere Spannungsgrenze einstellen, gleichzeitig die Lebensdauer, Kapazität und Sicherheit der Batterie beeinflussen. Die ideale maximale Ladespannung von 4,2 Lithiumbatterien ist die untere Grenze. Wenn die Batteriespannung unter 2,4 V liegt, wird ein Teil des Materials zerstört. Und weil sich die Batterie selbst entlädt, je länger die Spannung niedrig ist, desto länger entlädt sich die Entladung, wenn es besser ist, während dieses Zeitraums keine 2,4-lithium-batterie-Entladung von 3,0 V auf 2,4 V zu erzielen, betrug die Energiefreisetzung nur etwa 3% der Batteriekapazität. Daher ist eine ideale Entladungs-Abschaltspannung von 3,0 V erforderlich. Zusätzlich zur Grenze der Spannungs- und Stromgrenzen können auch Lade- und Entladungsgrenzen erforderlich sein. Wenn der Strom zu groß ist, sammeln sich Lithiumionen, um in den Speicher zu gelangen, in der Materialoberfläche.

Nachdem diese Lithiumionen Elektronen erhalten haben, kann es zu einer Kristallisation von Lithiumatomen in der Materialoberfläche kommen, die der Überladung entspricht und ein Risiko verursacht. Sobald die Batteriehülle zerbrochen ist, würde sie explodieren. Daher muss der Schutz von Lithium-Ionen-Batterien mindestens Folgendes umfassen: obere Grenze der Ladespannung, untere Grenze der Entladespannung und obere Grenze des Stroms. Im Allgemeinen befindet sich in einem Lithium-Ionen-Akkupack eine Schutzplatine. Neben dem Batteriekern dient die Platine hauptsächlich zum Schutz aller drei Teile. Es ist jedoch offensichtlich nicht genug. Die Explosion von Lithium-Ionen-Batterien kommt weltweit häufig vor. Um die Sicherheit des Batteriesystems zu gewährleisten, muss der Explosionsgrund genauer analysiert werden.

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