Tiefe Interpretation der Ursprungs- und Entwicklungsperspektiven von Lithium-Ionen-Batterien

Lithiumbatterien sind neue Hochenergiebatterien, die im 20. Jahrhundert entwickelt wurden. Sie können als Batterien verstanden werden, die Lithiumelemente enthalten (einschließlich metallisches Lithium, Lithiumlegierungen, Lithiumionen und Lithiumpolymere). Kann in Lithium-Metall-Batterien (sehr geringe Produktion und Verwendung) und Lithium-Ionen-Batterien (jetzt in großen Mengen verwendet) unterteilt werden. Aufgrund seiner Vorteile wie hohe Energie, hohe Batteriespannung, großer Betriebstemperaturbereich und lange Lagerfähigkeit wurde es häufig in militärischen und zivilen Kleingeräten wie Mobiltelefonen, tragbaren Computern, Kameras und Kameras eingesetzt und teilweise ersetzt herkömmliche Batterien.

Entstehung und Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien

In den 1970er Jahren verwendete MS Whittingham von Exxon Titansulfid als positives Material und metallisches Lithium als negatives Material, um die erste Lithiumbatterie herzustellen.

1980 entdeckte J. Goodenough, dass Lithiumkobalt als Kathodenmaterial für Lithiumionenbatterien verwendet werden kann.

R.Agarwal und JR Selman vom Illinois Institute of Technology fanden 982 heraus, dass Lithiumionen die Eigenschaften von eingebettetem Graphit aufweisen. Dieser Vorgang ist schnell und reversibel. Gleichzeitig haben Lithiumbatterien aus metallischem Lithium aufgrund ihrer Sicherheitsrisiken viel Aufmerksamkeit erhalten. Daher versuchen die Menschen, die Eigenschaften von in Graphit eingebettetem Lithiumion zu nutzen, um wiederaufladbare Batterien herzustellen. Die erste verfügbare Lithium-Ionen-Graphitelektrode wurde von Bell Labs erfolgreich getestet.

1983 entdeckten M. Thackeray, J. Goodenough und andere, dass Manganspinell ein ausgezeichnetes positives Material mit niedrigem Preis, Stabilität und ausgezeichneter Leitfähigkeit und Lithiumleitfähigkeit ist. Seine Zersetzungstemperatur ist hoch und seine Oxidation ist viel niedriger als die von Lithiumkobalt. Selbst bei Kurzschluss und Überladung kann die Gefahr von Verbrennung und Explosion vermieden werden.

1989 stellten A. Manthiram und J. Goodenough fest, dass die positive Elektrode unter Verwendung polymerer Anionen eine höhere Spannung erzeugen würde.

1991 veröffentlichte Sony seinen ersten kommerziellen Lithium-Ionen-Akku. In der Folge revolutionierten Lithium-Ionen-Batterien die Unterhaltungselektronik.

1996 entdeckten Padhi und Goodenough, dass Phosphate mit Olivinstruktur wie Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) vorteilhafter sind als herkömmliche positive Materialien und daher zu den derzeit gängigen positiven Materialien geworden sind.

Li-Ionen-Batterien werden aus Lithiumbatterien entwickelt. Führen Sie daher vor der Einführung von Li-Ionen Lithiumbatterien ein. Knopfbatterien gehören beispielsweise zu Lithiumbatterien. Das positive Elektrodenmaterial der Lithiumbatterie ist Mangandioxid oder Thionylchlorid, und die negative Elektrode ist Lithium. Nach dem Zusammenbau der Batterie hat die Batterie eine Spannung und muss nicht aufgeladen werden. Dieser Batterietyp kann auch aufgeladen werden, aber die Zyklusleistung ist nicht gut. Während des Lade- und Entladezyklus bilden sich leicht Lithiumdendriten, was zu einem Kurzschluss in der Batterie führt, so dass das Laden der Batterie im Allgemeinen verboten ist.

Später erfand die Sony Corporation of Japan eine Lithiumbatterie mit einem Kohlenstoffmaterial als negative Elektrode und einer Lithiumverbindung als positiver Elektrode. Während des Lade- und Entladevorgangs existiert kein metallisches Lithium, nur Lithiumionen, bei denen es sich um eine Lithiumionenbatterie handelt.

In den frühen neunziger Jahren entwickelten die japanische Sony Energy Development Corporation und die kanadische Moli Energy Company unabhängig voneinander einen neuen Typ von Lithium-Ionen-Akkus, der nicht nur eine gute Leistung, sondern auch keine Umweltverschmutzung aufweist. Mit der rasanten Entwicklung von Informationstechnologie, Handmaschinen und Elektrofahrzeugen hat die Nachfrage nach hocheffizienten Stromversorgungen dramatisch zugenommen, und Lithiumbatterien sind zu einem der am schnellsten wachsenden Bereiche geworden.

Struktur und Prinzip der Lithium-Ionen-Batterie

Die Hauptzusammensetzung von Lithium-Ionen-Batterien:

(1) Positiv-aktive Substanzen beziehen sich hauptsächlich auf Lithiumkobaltsäure, Lithiummangansäure, Lithiumeisenphosphat, Lithiumnickelsäure, Lithiumnickelkobaltmangansäure usw. Die leitfähige Abbindeflüssigkeit verwendet im Allgemeinen Aluminiumfolie mit einer Dicke von 10 bis 20 Mikrometern ;;

(2) Divisor - Ein spezieller Kunststofffilm, der den Durchtritt von Lithiumionen ermöglicht, jedoch ein Isolator für Elektronen ist. Derzeit gibt es zwei Arten von PE und PP und deren Kombinationen. Es gibt auch eine Klasse von anorganischen festen Membranen, wie beispielsweise Aluminiumoxid-Membranbeschichtungen, die eine anorganische feste Membranen sind;

(3) Negativ-aktive Substanzen beziehen sich hauptsächlich auf Graphit-, Lithiumtitanat- oder Kohlenstoffmaterialien, die Graphitstrukturen ähnlich sind. Leitfähige Flüssigkeiten verwenden im Allgemeinen Kupferfolie mit einer Dicke von 7 bis 15 Mikrometer.

(4) Elektrolyte - im Allgemeinen organische Systeme, wie kohlensäurehaltige Lösungsmittel, die Lithiumhexafluorophosphat lösen, und einige Polymerbatterien unter Verwendung von gelatineartigen Elektrolyten;

(5) Batteriegehäuse - hauptsächlich unterteilt in Hartschalen (Stahlgehäuse, Aluminiumgehäuse, vernickelte Eisengehäuse usw.) und Weichgehäuse (Aluminium-Kunststofffolie).

Wenn der Akku geladen wird, werden Lithiumionen von der positiven Elektrode deinterkaliert und in die negative Elektrode eingebettet, und umgekehrt beim Entladen. Dies erfordert, dass sich eine Elektrode vor dem Zusammenbau in einem Zustand des Einführens von Lithium befindet. Im Allgemeinen wird ein Lithium-Interkalations-Übergangsmetalloxid mit einem Potential von mehr als 3 V und Luftstabilität als positive Elektrode wie LiCoO 2, LiNiO 2 und LiMn 2 O 4 ausgewählt.

Materialien, die als negative Pole verwendet werden, wählen eingelagerte Lithiumverbindungen mit Potentialen aus, die den Lithiumpotentialen so nahe wie möglich kommen, wie verschiedene Kohlenstoffmaterialien, einschließlich natürlichem Graphit, synthetischem Graphit, Kohlenstofffasern, Pelletkohlenstoff der Zwischenphase usw. und Metalloxiden. Einschließlich SnO, SnO 2, Zinnverbindungsoxid SnBxPyoz (x = 0,4 ~ 0,6, Y = 0,6 ~ 0,4, Z = (2 + 3 × + 5 Y) / 2) und so weiter.

Der Elektrolyt verwendet ein gemischtes Lösungsmittelsystem mit Alkylcarbonaten wie LiPF6-Vinylcarbonat (EC), Propylencarbonat (PC) und niedrigviskosem Diethylcarbonat (DEC).

Das Diaphragma nimmt mikroporöse Polyenmembranen wie PE, PP oder deren Verbundmembranen auf. Insbesondere hat die PP / PE / PP-Dreischichtmembran nicht nur einen niedrigen Schmelzpunkt, sondern auch eine hohe Durchstoßfestigkeit und spielt eine thermische Versicherungsrolle.

Die Schale besteht aus Stahl oder Aluminium, und die Abdeckungsbaugruppe hat die Funktion eines explosionsgeschützten Stromausfalls.

Grundlegende Arbeitsprinzipien

Wenn die Batterie geladen ist, wird die Lithiumverbindung, die die positive Elektrode enthält, vom Lithiumion entfernt, und das Lithiumion bewegt sich durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode. Das negative Kohlenstoffmaterial hat eine Schichtstruktur. Es hat viele Mikroporen. Das Lithiumion, das die negative Elektrode erreicht, ist in die Mikroporen der Kohlenstoffschicht eingebettet. Je mehr Lithiumionen eingebettet sind, desto höher ist die Ladekapazität.

Wenn die Batterie entladen ist (dh wenn wir die Batterie verwenden), wird das in die negative Kohlenstoffschicht eingebettete Lithiumion freigesetzt und bewegt sich zurück zum positiven Pol. Je mehr Lithiumionen zum positiven Pol zurückkehren, desto höher ist die Entladekapazität. Was wir normalerweise als Batteriekapazität bezeichnen, bezieht sich auf die Entladekapazität.

Beim Laden und Entladen einer Lithium-Ionen-Batterie befinden sich Lithium-Ionen vom positiven Pol → negativen Pol → positiven Pol in Bewegung. Das ist wie ein Schaukelstuhl. Die Enden des Schaukelstuhls sind die Pole der Batterie, und Lithiumionen bewegen sich an den Enden des Schaukelstuhls hin und her. Daher werden Lithium-Ionen-Batterien auch als Schaukelstuhlbatterien bezeichnet.

Lade- und Entlademechanismus

Der Ladevorgang von Lithium-Ionen-Batterien ist in zwei Phasen unterteilt: Ladephase mit konstantem Strom und Ladephase mit konstantem Spannungsabfall.

Übermäßiges Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Batterien kann die positiven und negativen Pole dauerhaft beschädigen. Übermäßige Entladung führt zum Zusammenbruch der negativen Kohlenstoffschichtstruktur, und der Zusammenbruch führt dazu, dass sich Lithiumionen während des Ladevorgangs nicht einfügen. Durch übermäßiges Laden können zu viele Lithiumionen in die negative Kohlenstoffstruktur eingebettet werden, wodurch einige dieser Lithiumionen nicht mehr freigesetzt werden.

Lithium-Ionen-Akkus bieten den besten Lade- und Entlademodus für flaches Füllen und flaches Laden. Im Allgemeinen sind 60% des DOD das 2- bis 4-fache der zyklischen Lebensdauer unter 100% DOD-Bedingungen.

Hauptleistungsindikatoren der Lithium-Ionen-Batterie

Batteriekapazität

Die Kapazität des Akkus wird in Nennkapazität und tatsächliche Kapazität unterteilt. Die Nennkapazität der Batterie bezieht sich auf die Strommenge, die die Batterie bei einer Umgebungstemperatur von 20 ° C ± 5 ° C mit einer Rate von 5 H zur Abschlussspannung, ausgedrückt in C5, liefern sollte. Die tatsächliche Kapazität der Batterie bezieht sich auf die tatsächliche Strommenge, die die Batterie unter bestimmten Entladebedingungen abgibt. Es wird hauptsächlich durch das Entladeverhältnis und die Temperatur beeinflusst (genau genommen sollte die Batteriekapazität die Lade- und Entladebedingungen anzeigen).

Kapazitätseinheiten: mAh, Ah (1Ah = 1000mAh).

Innenwiderstand der Batterien

Der Innenwiderstand einer Batterie ist der Widerstand, den der Strom durch das Innere der Batterie fließt, wenn die Batterie arbeitet. Es gibt zwei Teile des ohmschen Widerstands und des polarisierten Innenwiderstands. Der große Innenwiderstandswert der Batterie führt zu einer Verringerung der Spannung der Batterieentladung und zu einer Verkürzung der Entladezeit. Der Innenwiderstand wird hauptsächlich von den Batteriematerialien, Herstellungsprozessen, der Batteriestruktur und anderen Faktoren beeinflusst. Der Innenwiderstand ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Batterieleistung.

Stromspannung

Die Leerlaufspannung bezieht sich auf die Potentialdifferenz zwischen dem positiven und dem negativen Pol der Batterie, wenn im nicht betriebsbereiten Zustand kein Strom durch den Stromkreis fließt. Unter normalen Umständen beträgt die Leerlaufspannung, nachdem die Lithium-Ionen-Batterie mit Elektrizität gefüllt ist, etwa 4,1 bis 4,2 V, und die Leerlaufspannung nach der Entladung beträgt etwa 3,0 V. Durch Erfassen der Leerlaufspannung der Batterie wird der Zustand von Die Ladung des Akkus kann beurteilt werden.

Die Betriebsspannung, auch als Endspannung bezeichnet, bezieht sich auf die Potentialdifferenz zwischen dem positiven und dem negativen Pol der Batterie, wenn die Batterie in Betrieb ist, dh wenn ein Strom durch den Stromkreis fließt. Im Betriebszustand der Batterieentladung ist es nicht erforderlich, den durch den Innenwiderstand der Batterie verursachten Widerstand zu überwinden, wenn der Strom durch die Batterie fließt. Daher ist die Betriebsspannung immer niedriger als die Leerlaufspannung, und das Gegenteil ist der Fall beim Laden. Die Entladungsbetriebsspannung von Lithium-Ionen-Batterien beträgt ca. 3,6 V.

Plattformzeit entladen

Die Entladeplattformzeit bezieht sich auf die Entladezeit der Entladung auf eine bestimmte Spannung, wenn die Batterie voll ist. Beispielsweise wird die Entladeplattformzeit einer bestimmten ternären Batterie bei 3,6 V gemessen, und die Spannung wird auf 4,2 V festgelegt, und der Ladestrom stoppt den Ladevorgang, wenn er weniger als 0,02 ° C beträgt, was mit Strom gefüllt ist, und wird dann zurückgestellt für 10 Minuten. Die Entladezeit bei jeder Entladestromrate bis 3,6 V ist die Entladeplattformzeit unter dem Strom.

Da einige Geräte, die Lithium-Ionen-Batterien verwenden, Spannungsanforderungen für die Betriebsspannung haben, können sie nicht arbeiten, wenn sie unter dem erforderlichen Wert liegen. Daher ist die Entladeplattform einer der wichtigsten Standards zur Messung der Batterieleistung.

Lade- und Entladeverhältnis

Die Selbstentladungsrate, auch als Ladungserhaltungsfähigkeit bekannt, bezieht sich auf die Fähigkeit der Batterie, ihre Kapazität unter bestimmten Bedingungen aufrechtzuerhalten, wenn sich die Batterie in einem geöffneten Zustand befindet. Wird hauptsächlich vom Herstellungsprozess, den Materialien, den Lagerbedingungen und anderen Faktoren der Batterie beeinflusst. Es ist ein wichtiger Parameter, um die Batterieleistung zu messen.

Selbstentladungsrate

Die Selbstentladungsrate, auch als Ladungshaltekapazität bekannt, bezieht sich auf die Haltekapazität der Batterie unter bestimmten Bedingungen unter Leerlaufbedingungen. Es wird hauptsächlich vom Herstellungsprozess, den Materialien, den Lagerbedingungen und anderen Faktoren der Batterie beeinflusst. Dies ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Batterieleistung.

Effizienz

Die Ladeeffizienz ist ein Maß dafür, inwieweit die von der Batterie während des Ladevorgangs verbrauchte elektrische Energie in die chemische Energie umgewandelt wird, die die Batterie speichern kann. Hauptsächlich vom Batterieprozess, der Formel und der Arbeitsumgebungstemperatur der Batterie beeinflusst, ist die Ladeeffizienz umso geringer, je höher die allgemeine Umgebungstemperatur ist.

Die Entladungseffizienz bezieht sich auf das Verhältnis der von der Entladung tatsächlich abgegebenen Ladung zur Klemmenspannung zur Nennkapazität der Batterie unter bestimmten Entladebedingungen. Es wird hauptsächlich von Faktoren wie Entladungsrate, Umgebungstemperatur und Innenwiderstand beeinflusst. Unter normalen Umständen ist die Entladungsrate umso geringer, je höher die Entladungseffizienz ist. Je niedriger die Temperatur ist, desto geringer ist die Entladungseffizienz.

Lebensdauer

Die Batterielebensdauer bezieht sich auf die Anzahl der Lade- und Entladezeiten, die die Batterie unter einem bestimmten Lade- und Entladesystem erfährt, wenn die Batteriekapazität auf einen bestimmten festgelegten Wert abfällt. Lithium-Ionen-Batterien GB schreiben vor, dass die Kapazitätsbeibehaltungsrate nach 500 Batteriezyklen unter 1C-Bedingungen mehr als 60% beträgt.

Hauptklassifikation von Lithium-Ionen-Batterien

(1) Gemäß den in Lithiumbatterien verwendeten Elektrolytmaterialien können Lithiumbatterien in flüssige Lithiumbatterien (kurz LIB) und polymere Lithiumbatterien (kurz Polymerlithiumbatterie, kurz LIP) unterteilt werden.

(2) Je nach Lademethode kann es in zwei Kategorien unterteilt werden: nicht wiederaufladbar und wiederaufladbar.

(3) Lithiumbatterietypen: Quadratisches Lithium (wie üblicherweise verwendete Handybatterien) und Säulenbatterien (wie 18650, 18500);

(4) Outsourcing-Materialien für Lithiumbatterien: Lithiumbatterie mit Aluminiumhülle, Lithiumbatterie mit Stahlhülle, Batterie mit weicher Verpackung;

(5) Lithiumbatterien werden in positive und negative Elektrodenmaterialien (Additive) unterteilt: Lithiumkobaltbatterien (LiCoO2), Lithiummanganbatterien (LiMn2O4), Lithiumeisenphosphatbatterien und Einwegbatterien für Lithiummangandioxid.

Polymer-Lithium-Batterie

Die in Polymerlithiumbatterien verwendeten positiven und negativen Materialien sind die gleichen wie flüssiges Lithium, und das Prinzip der Batterie ist im Grunde das gleiche. Ihr Hauptunterschied liegt im Unterschied der Elektrolyte. Lithiumbatterien verwenden flüssige Elektrolyte, während Polymerlithiumbatterien durch feste Polymerelektrolyte ersetzt werden. Dieses Polymer kann "trocken" oder "kolloidal" sein. Gegenwärtig werden die meisten kolloidalen Polymerelektrolyte verwendet.

Polymer-Lithium-Batterien können in drei Kategorien unterteilt werden:

1, Festpolymerelektrolyt-Lithiumbatterie. Der Elektrolyt ist eine Mischung aus Polymer und Salz. Die Ionenleitfähigkeit dieser Batterie bei Raumtemperatur ist niedrig und für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet.

2, Gelpolymerelektrolyt-Lithiumbatterie. Das heißt, Additive wie Weichmacher werden festen Polymerelektrolyten zugesetzt, um die Ionenleitfähigkeit zu erhöhen und die Verwendung von Batterien bei Raumtemperatur zu ermöglichen.

3, Polymer-Positivelektrodenmaterial-Lithiumbatterie. Die Verwendung von leitfähigen Polymeren als positives Elektrodenmaterial hat die dreifache Energie bestehender Lithiumbatterien und ist die neueste Generation von Lithiumbatterien. Da im Vergleich zu flüssigen Lithiumbatterien Festelektrolyte anstelle von flüssigen Elektrolyten verwendet werden, haben Polymerlithiumbatterien die Vorteile der Ausdünnung, der willkürlichen Fläche und der willkürlichen Form und verursachen keine Sicherheitsprobleme wie Leckagen und Verbrennungsexplosionen. Daher können Aluminium-Verbundfolien verwendet werden, um Batteriegehäuse herzustellen, die die Kapazität der gesamten Batterie erhöhen können; Polymerlithiumbatterien können auch Makromoleküle als positiv polare Materialien verwenden, und ihr Verhältnis von Masse zu Energie wird im Vergleich zu aktuellen Flüssiglithiumbatterien um mehr als 50% zunehmen. Darüber hinaus haben Lithium-Polymer-Batterien eine höhere Arbeitsspannung und Lebensdauer als Lithium-Ionen-Batterien.

Vorteile der Lithium-Polymer-Batterie:

1, gute Sicherheitsleistung

Polymerlithiumbatterien sind strukturell mit Aluminiumkunststoff verpackt, der sich von der Metallhülle des flüssigen Kerns unterscheidet. Sobald ein Sicherheitsrisiko auftritt, ist der flüssige Kern explosionsgefährdet und der Polymerkern ist nur eine Trommel.

2, die Dicke ist klein, kann dünner machen

Gewöhnliche flüssige Lithiumelektrizität verwendet die Methode, zuerst die Hülle anzupassen und später das positive und negative Material zu verstopfen. Es gibt einen technischen Engpass mit einer Dicke von weniger als 3,6 mm, und der Polymerkern weist dieses Problem nicht auf. Die Dicke kann unter 1 mm liegen, was dem aktuellen Mobiltelefon entspricht. Nachfragerichtung.

3, geringes Gewicht

Das Gewicht der Polymerbatterie ist 40% leichter als das der Stahlschalenlithium bei gleicher Kapazitätsspezifikation und 20% leichter als die der Aluminiumschalenbatterien.

4, große Kapazität

Polymerbatterien haben eine um 10 bis 15% höhere Kapazität als gleich große Stahlschalenbatterien und eine um 5 bis 10% höhere Kapazität als Aluminiumschalenbatterien. Sie sind die erste Wahl für Farbbildschirm-Mobiltelefone und MMS-Mobiltelefone. Heutzutage sind auch neue Farbbildschirme und MMS-Handys auf dem Markt. Die meisten verwenden Polymerkerne.

5, kleiner Innenwiderstand

Der Innenwiderstand des Polymerkerns ist kleiner als der des allgemeinen flüssigen Kerns. Gegenwärtig kann der Innenwiderstand des Haushaltspolymerkerns sogar unter 35 mΩ liegen, was den Eigenverbrauch des Akkus erheblich verringert und die Standby-Zeit des Mobiltelefons verlängert. Es kann erreicht werden. Internationales Niveau. Dieses Polymerlithium, das große Entladeströme unterstützt, ist eine ideale Wahl für ferngesteuerte Modelle und die vielversprechendste Alternative zu Nickel-Metallhydrid-Batterien.

6, Form kann angepasst werden

Polymerbatterien können die Kerndicke je nach Kundenwunsch erhöhen oder verringern, neue Kernmodelle entwickeln, einen billigen, kurzen Öffnungszyklus und einige können sogar auf die Form des Telefons zugeschnitten werden, um den Platz im Batteriegehäuse voll auszunutzen und die Batteriekapazität zu erhöhen.

7, gute Entladungseigenschaften

Polymerbatterien verwenden kolloidale Elektrolyte. Kolloidale Elektrolyte weisen im Vergleich zu flüssigen Elektrolyten stabile Entladungseigenschaften und Plattformen mit höherer Entladung auf.

In 8 ist das Design der Schutzplatte einfach

Aufgrund der Verwendung von Polymermaterialien entzündet sich der Kern nicht und explodiert nicht. Der Kern selbst hat ausreichende Sicherheit. Daher kann das Schutzleitungsdesign der Polymerbatterie in Betracht ziehen, den PTC und die Sicherung wegzulassen, wodurch Batteriekosten gespart werden. Polymerlithiumbatterien bieten große Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Volumen, Gewicht, Kapazität und Entladeleistung.

Lithium-Eisenphosphat-Batterie

Lithiumbatterien aus positiven und negativen Materialien werden ebenfalls unterteilt in: Lithiumkobaltsäurebatterien (LiCoO2), Lithiummangansäurebatterien (LiMn2O4), Lithiumeisenphosphatbatterien

In Sonys erster Lithiumbatterie ist das positive Material Lithiumkobaltsäure und das negative Material Kohlenstoff. Darunter das wichtigste positive Elektrodenmaterial, das die wiederaufladbare maximale Kapazität und die Leerlaufspannung der Batterie bestimmt.

Die Lithiumeisenphosphatbatterie bezieht sich auf eine Lithiumbatterie, die Lithiumeisenphosphat als positives Elektrodenmaterial verwendet. Es gibt viele Arten von positiven Elektrodenmaterialien für Lithiumbatterien, hauptsächlich Lithiumkobaltsäure, Lithiummanganat, Lithiumnickelat, ternäre Materialien, Lithiumeisenphosphat und dergleichen. Unter diesen ist Lithiumkobaltsäure das Kathodenmaterial, das in den meisten Lithiumbatterien verwendet wird, und andere Kathodenmaterialien werden derzeit aus verschiedenen Gründen nicht in großen Mengen auf dem Markt hergestellt. Lithiumeisenphosphat ist auch eine der Lithiumbatterien. Im Prinzip ist Lithiumeisenphosphat auch ein Einbettungs- / Deinterkalationsprozess, der mit Lithiumkobaltsäure und Lithiummanganat identisch ist. Lithium-Eisenphosphat-Batterie wird verwendet, um Lithium-Sekundärbatterie herzustellen. Jetzt ist die Hauptrichtung die Batterie. Im Vergleich zu NI-MH bietet der Ni-Cd-Akku große Vorteile.

Eigenschaften von Lithiumeisenphosphatbatterien

1, super langes Leben

Die langlebige Blei-Säure-Batterie hat eine etwa 300-fache und maximal 500-fache Lebensdauer, während die Lithiumeisenphosphat-Kraftzelle eine mehr als 2.000-fache Lebensdauer hat. Die Standardgebühr (5-Stunden-Tarif) kann bis zu 2.000 Mal verwendet werden. Die Blei-Säure-Batterien der gleichen Qualität sind "neues halbes Jahr, altes halbes Jahr, Wartung und Instandhaltung für ein weiteres halbes Jahr", und die maximale Zeit beträgt 1-1,5 Jahre, während Lithium-Eisenphosphat-Batterien unter dem verwendet werden gleiche Bedingungen und wird 7-8 Jahre erreichen. Insgesamt wird der Leistungspreis mehr als das Vierfache des Preises von Blei-Säure-Batterien betragen.

2, verwenden Sie Sicherheit

Lithiumeisenphosphat löst die Sicherheitsprobleme von Lithiumkobaltphosphat und Lithiummanganat vollständig. Lithiumkobaltphosphat und Lithiummanganat verursachen bei starker Kollision Explosionen und gefährden die Sicherheit der Verbraucher. Lithiumeisenphosphat explodiert auch bei den schlimmsten Verkehrsunfällen nach strengen Sicherheitstests nicht.

Großstrom 2C kann schnell geladen und entladen werden. Unter einem speziellen Ladegerät können 1,5 ° C innerhalb von 40 Minuten aufgeladen werden, um den Akku zu füllen. Der Anlaufstrom kann 2 ° C erreichen, und Blei-Säure-Batterien haben diese Leistung jetzt nicht mehr.

3, Hochtemperaturbeständigkeit

Lithiumeisenphosphat hat einen elektrischen Peak von 350 ° C bis 500 ° C, während Lithiummangan und Lithiumkobaltphosphat nur etwa 200 ° C betragen. Der Betriebstemperaturbereich ist breit (-20 ° C - + 75 ° C), und der thermische Peak von Lithiumeisenphosphat mit hoher Temperaturbeständigkeit kann 350 ° C bis 500 ° C erreichen, während Lithiummangan und Lithiumkobaltsäure nur etwa 200 ° C betragen .

4, Kapazität

Hat eine größere Kapazität als normale Batterien (Blei-Säure usw.). Wiederaufladbare Batterien arbeiten unter Bedingungen, die oft voll und unentladen sind. Die Kapazität wird schnell unter die Nennkapazität fallen. Dieses Phänomen wird als Memory-Effekt bezeichnet. Beispielsweise haben Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Cadmium-Batterien Speichereigenschaften, und Lithium-Eisenphosphat-Batterien weisen dieses Phänomen nicht auf. Unabhängig vom Zustand des Akkus können sie mit Ladung verwendet werden und müssen vor dem Laden nicht entladen werden.

Das Volumen von Lithiumeisenphosphatbatterien gleicher Größe beträgt 2/3 des Volumens von Blei-Säure-Batterien und 1/3 des Gewichts von Blei-Säure-Batterien. Die Batterie enthält keine Schwermetalle und seltenen Metalle (Nickel-Metallhydrid-Batterien erfordern seltene Metalle), ungiftig (SGS-Zertifizierung), umweltfreundlich, gemäß den europäischen RoHS-Vorschriften, ist ein absolut umweltfreundliches Umweltschutzbatterie-Zertifikat.

5, kein Memory-Effekt

Die Leistung von Lithiumbatterien hängt hauptsächlich von positiven und negativen Elektrodenmaterialien ab. Lithium-Eisenphosphat als Lithiumbatteriematerial ist erst in den letzten Jahren aufgetaucht. Die inländische Entwicklung von Lithium-Eisenphosphat-Batterien mit großer Kapazität erfolgte im Juli 2005. Die Sicherheitsleistung und die Lebensdauer sind nicht mit anderen Materialien vergleichbar, und dies sind die wichtigsten technischen Indikatoren für Kraftzellen. 1C Lade- und Entladezykluslebensdauer bis zu 2000-mal. Einzelbatteriespannung 30V brennt nicht, Pannen explodieren nicht. Lithium-Eisenphosphat-positive Elektrodenmaterialien zur Herstellung von Lithiumbatterien mit großer Kapazität sind in Serie einfacher zu verwenden. Um den Anforderungen des häufigen Ladens und Entladens von Elektrofahrzeugen gerecht zu werden. Es hat die Vorteile ungiftig, umweltfreundlich, gute Sicherheitsleistung, breite Rohstoffquelle, günstige Preise und lange Lebensdauer. Es ist ein ideales Kathodenmaterial für eine neue Generation von Lithiumbatterien.

Lithiumbatterien haben ein positives extremes Eisenphosphatmaterial. Dieses neue Material ist nicht das vorherige positive Lithiumbatterie-Material LiCoO2; LiMn2O4; LiNiMO2. Die Sicherheitsleistung und die Lebensdauer sind nicht mit anderen Materialien vergleichbar, und dies sind die wichtigsten technischen Indikatoren für Leistungszellen. 1C Lade- und Entladezykluslebensdauer bis zu 2000-mal. Einzelbatteriespannung 30V brennt nicht, explodiert nicht. Die Punktion explodiert nicht. Lithium-Eisenphosphat-positive Elektrodenmaterialien erleichtern die Verwendung von Lithiumbatterien mit großer Kapazität in Serie.

Lithiumeisenphosphatbatterien haben auch ihre Nachteile: Beispielsweise haben Lithiumeisenphosphat-positive Elektrodenmaterialien eine geringere Schwingungsdichte, und Lithiumeisenphosphatbatterien gleicher Kapazität sind größer als Lithiumbatterien wie Lithiumkobalt, so dass sie keinen Vorteil haben Miniaturbatterien.

Im postindustriellen Zeitalter hat die Geschwindigkeit der Popularisierung von Automobilen unsere Vorstellungskraft weit übertroffen. Die große Menge an Abgasemissionen bringt Effizienz und Komfort mit sich und erhöht gleichzeitig den Umweltdruck. Angesichts der steigenden Ölpreise und des Treibhauseffekts der Kohlendioxidemissionen ist es dringend erforderlich, neue Energiequellen zu finden, die eine Alternative zu herkömmlichen Energiequellen darstellen. Flüssiger Wasserstoff, Brennstoffzellen usw. sind alle eine gute Wahl, aber es gibt Probleme wie hohe Preise und unreife Technologie. Gewöhnliche Blei-Säure-Batterien haben relativ niedrige Betriebskosten, aber sie haben ein hohes Gewicht, eine geringe Energiedichte, eine kurze Lebensdauer und potenzielle Schwermetalle. Verschmutzung und andere Probleme.

Ein neuer Typ einer Lithium-Eisenphosphat-Batterie wird als Kern für eine neue Generation von Elektrofahrzeugen verwendet. Diese umweltfreundliche Kraft hat viele Eigenschaften und Vorteile:

1, Sicherheit ist ziemlich hoch

Um ein Auto zu sein, steht die Sicherheit im Vordergrund. Obwohl die Sicherheit gewöhnlicher Lithiumbatterien grundsätzlich gewährleistet werden kann, besteht unter extremen Bedingungen die Möglichkeit eines Brandes und einer Explosion. Als Lithiumbatterie der zweiten Generation weist die Lithiumeisenphosphatbatterie stabile physikalische Eigenschaften auf und arbeitet mit den im Batteriepack integrierten Schutzfunktionen Überspannung, Unterspannung, Überstrom und Überladung zusammen. Es explodiert nicht und entzündet sich nicht. Es ist die einzige absolute Sicherheit der Welt. Litium-Ionen-Batterie. Dank der Verwendung von Materialien mit hoher thermischer Stabilität und eines sorgfältigen Prozessdesigns werden die Batteriesicherheit und -zuverlässigkeit erheblich verbessert. Im Vergleich zu der Explosion, die bei unsachgemäßer Verwendung von Lithiumbatterien auftreten kann, explodieren Lithiumeisenphosphatbatterien auch dann nicht, wenn sie ins Feuer geworfen werden. Hochtemperaturstabilität bis 400-500 ° C, um die inhärent hohe Sicherheit der Batterie zu gewährleisten; explodiert oder brennt nicht aufgrund von Überladung, Übertemperatur, Kurzschluss oder Aufprall. Nach strengen Sicherheitstests gibt es auch bei den schlimmsten Verkehrsunfällen keine Explosion.

2, lange Lebensdauer niedrige Kosten

Als Leistungsbatterie hängt die Lebensdauer (Recyclingleistung) eng mit den Gesamtbetriebskosten zusammen. Verglichen mit der allgemeinen Recycling-Lebensdauer von etwa 500 Lithiumbatterien können Lithiumeisenphosphatbatterien 1.500 Mal bei Raumtemperatur geladen und entladen werden, und die Kapazitätsbeibehaltungsrate beträgt 95% oder mehr. Die Zykluslebensdauer von 50% Kapazität hat mehr als das 2.000-fache erreicht. Die kontinuierliche Laufleistung der Batterie beträgt mehr als 500.000 Kilometer. Es kann für etwa fünf Jahre verwendet werden. Es ist achtmal so hoch wie Blei-Säure-Batterien, dreimal so groß wie Nickel-Metallhydrid-Batterien und es ist die Lithium-Kobalt-Säure-Batterie. Ungefähr viermal. Darüber hinaus sind die Herstellungskosten niedriger als bei herkömmlichen Lithiumbatterien, was zweifellos die Betriebs- und Wartungskosten von Elektrofahrzeugen erheblich senken kann.

Gleichzeitig ist die Entladeleistung von Lithiumeisenphosphatbatterien auch sehr gut, die Leistungskurve ist stabil und die Fähigkeit zur Überentladung ist stark. Nachdem der normale elektrische Lithiumkern unter 3,2 V liegt, ist die Entladung überentladen, was zu Verschrottung führen kann. Lithiumeisenphosphatbatterien haben jedoch Energiefreisetzungen bei 2,8 V, und es besteht kein Problem der Verschrottung unter 2,5 V.

3, einfach zu bedienen und zu handhaben

Wir wissen, dass Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Cadmium-Batterien starke Memory-Effekte haben. Gewöhnliche Lithiumbatterien haben auch bestimmte Memory-Effekte. Sie müssen "voll und voll" sein, was den täglichen Gebrauch von Elektrofahrzeugen stören wird. Lithiumeisenphosphatbatterien weisen dieses Phänomen nicht auf. Die Selbstentladung ist gering; Kein Memory-Effekt, egal in welchem Zustand sich der Akku befindet, er kann mit der Ladung verwendet werden. Es muss nicht erst entladen und dann aufgeladen werden. Gleichzeitig weist der Akku hervorragende Schnellladeeigenschaften auf. Mit einem speziellen Ladegerät kann es in einer halben Stunde schnell zu 95% gefüllt werden. Nach dem Ende der Akkulaufzeit ist auch das Behandlungsproblem unsere Aufmerksamkeit wert. Lithium-Eisenphosphat-Batterien enthalten keine Schwermetalle und seltenen Metalle, sind ungiftig und umweltfreundlich, erfüllen die Vorschriften und sind absolut umweltfreundliche und umweltfreundliche Batterien. In Blei-Säure-Batterien ist eine große Menge Blei enthalten. Wenn es nach dem Verlassen nicht ordnungsgemäß entsorgt wird, stellt es eine sekundäre Umweltverschmutzung dar, und Lithiumeisenphosphatmaterial ist unabhängig von seiner Herstellung und Verwendung umweltfreundlich.

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