Funktionsprinzip und Montageprozess der Lithiumbatterie

Lithium-Ionen-Batterien verwenden Kohlenstoffmaterialien als negative Pole, lithiumhaltige Verbindungen als positive Pole, und es existiert kein metallisches Lithium, nur Lithiumionen. Lithium-Ionen-Batterien bezeichnen den allgemeinen Begriff für in Lithium-Ionen eingebettete Verbindungen als Batterien mit positivem Material. Das Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Batterien ist das Einbetten und Entbetten von Lithium-Ionen-Batterien. Beim Einbetten und Entbetten von Lithiumionen geht dies mit dem Einbetten und Entbetten äquivalenter Elektronen mit Lithiumionen einher (traditionell wird der positive Pol durch Einbetten oder Entbetten dargestellt, und der negative Pol wird durch dargestellt Einfügen oder Einbetten). Beim Laden und Entladen werden Lithiumionen zwischen positiven und negativen Polen eingebettet / de-eingebettet und inseriert / de-inseriert und werden anschaulich als "Schaukelstuhlbatterien" bezeichnet.

Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte und eine hohe durchschnittliche Ausgangsspannung. Die Selbstentladung ist gering und beträgt weniger als 10% pro Monat. Keine Memory-Effekte. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -20 ° C und 60 ° C. Hohe Zyklusleistung, schnelles Laden und Entladen, Ladeeffizienz bis zu 100% und Ausgangsleistung. Lange Lebensdauer. Es gibt keine Umweltverschmutzung und es wird eine grüne Batterie genannt.

Wirkmechanismus

Lithium-Ionen-Batterien verwenden Kohlenstoffmaterialien als negative Pole, lithiumhaltige Verbindungen als positive Pole, und es gibt kein metallisches Lithium, nur Lithium-Ionen, bei denen es sich um Lithium-Ionen-Batterien handelt. Lithium-Ionen-Batterien bezeichnen den allgemeinen Begriff für in Lithium-Ionen eingebettete Verbindungen als Batterien mit positivem Material. Das Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Batterien ist das Einbetten und Entbetten von Lithium-Ionen-Batterien. Beim Einbetten und Entbetten von Lithiumionen geht dies mit dem Einbetten und Entbetten äquivalenter Elektronen mit Lithiumionen einher (traditionell wird der positive Pol durch Einbetten oder Entbetten dargestellt, und der negative Pol wird durch dargestellt Einfügen oder Einbetten). Beim Laden und Entladen werden Lithiumionen zwischen positiven und negativen Polen eingebettet / de-eingebettet und inseriert / de-inseriert und werden anschaulich als "Schaukelstuhlbatterien" bezeichnet.

Wenn die Batterie geladen wird, werden Lithiumionen an der positiven Elektrode der Batterie erzeugt, und die resultierenden Lithiumionen bewegen sich durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode. Der Kohlenstoff als negative Elektrode hat eine Schichtstruktur. Es hat viele Mikroporen. Lithiumionen, die die negative Elektrode erreichen, sind in die Mikroporen der Kohlenstoffschicht eingebettet. Je mehr Lithiumionen eingebettet sind, desto höher ist die Ladekapazität. In ähnlicher Weise werden beim Entladen der Batterie (dh wenn wir die Batterie verwenden) die in die negative Kohlenstoffschicht eingebetteten Lithiumionen entfernt und zum positiven Pol zurückbewegt. Je mehr Lithiumionen zum positiven Pol zurückkehren, desto höher ist die Entladekapazität.

Im Allgemeinen wird der Ladestrom einer Lithiumbatterie zwischen 0,2 ° C und 1 ° C eingestellt. Je größer der Strom, desto schneller die Ladung und desto größer die Batteriewärme. Darüber hinaus ist eine übermäßige Stromladung nicht voll genug, da die elektrochemische Reaktion in der Batterie Zeit benötigt. Genau wie beim Eingießen von Bier produzieren Sie Schaum, wenn Sie zu schnell einschenken, aber Sie sind unzufrieden.

Vorsichtsmaßnahmen treffen

Bei Batterien ist der normale Gebrauch der Entladevorgang. Bei der Entladung von lithiumbatterien müssen mehrere Punkte beachtet werden:

Erstens darf der Entladestrom nicht zu groß sein. Übermäßiger Strom verursacht Wärme im Inneren der Batterie und kann bleibende Schäden verursachen. Am Telefon ist daran nichts auszusetzen.

Je größer der Entladestrom der Batterie ist, desto kleiner ist die Entladekapazität und desto schneller fällt die Spannung ab.

Zweitens absolut nicht überentladen! Die interne Speicherung elektrischer Energie in einer Lithiumbatterie wird durch eine reversible chemische Veränderung in der Elektrochemie erreicht. Übermäßige Entladung führt zu einer irreversiblen Reaktion dieser chemischen Veränderung. Daher hat die Lithiumbatterie am meisten Angst vor einer Überentladung. Sobald die Entladespannung unter 2,7 V liegt, kann die Batterie verschrotten. Glücklicherweise wurde die Schutzschaltung im akku des Mobiltelefons installiert. Die Spannung ist noch nicht niedrig genug, um die Batterie zu beschädigen. Die Schutzschaltung funktioniert und stoppt die Entladung.

Das Funktionsprinzip von Lithium-Ionen-Batterien bezieht sich auf das Lade- und Entladeprinzip. Wenn die Batterie geladen wird, werden Lithiumionen an der positiven Elektrode der Batterie erzeugt, und die resultierenden Lithiumionen bewegen sich durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode. Der Kohlenstoff als negative Elektrode hat eine Schichtstruktur. Es hat viele Mikroporen. Lithiumionen, die den negativen Pol erreichen, sind in die Mikroporen der Kohlenstoffschicht eingebettet. Je mehr Lithiumionen eingebettet sind, desto höher ist die Ladekapazität.

In ähnlicher Weise werden beim Entladen der Batterie (dh wenn wir die Batterie verwenden) die in die negative Kohlenstoffschicht eingebetteten Lithiumionen entfernt und zum positiven Pol zurückbewegt. Je mehr Lithiumionen zum positiven Pol zurückkehren, desto höher ist die Entladekapazität. Was wir normalerweise als Batteriekapazität bezeichnen, bezieht sich auf die Entladekapazität.

Es ist nicht schwer zu erkennen, dass sich Lithiumionen beim Laden und Entladen von Lithiumionenbatterien in einem Bewegungszustand von positiv zu negativ zu positiv befinden. Wenn wir das Bild der Lithium-Ionen-Batterie mit einem Schaukelstuhl vergleichen, sind die beiden Enden des Schaukelstuhls die beiden Pole der Batterie, und das Lithium-Ionen ist wie ein guter Athlet, der zwischen den beiden Enden der Schaukel hin und her läuft Stuhl. Experten gaben Lithium-Ionen-Batterien einen niedlichen Namen für eine Schaukelstuhlbatterie.

1 Zellstoff:

Mit speziellen Lösungsmitteln und Klebstoffen wurden sie mit pulverpositiven und negativen Wirkstoffen gemischt. Nach dem Rühren mit hoher Geschwindigkeit wurden die positiven und negativen polaren Substanzen gebildet.

Funktionsprinzip und Montageprozess der Lithiumbatterie

2 Beschichtung:

Die resultierende Aufschlämmung wird gleichmäßig auf die Oberfläche der Metallfolie aufgetragen, getrocknet und zu positiven und negativen Polarplatten verarbeitet.

Funktionsprinzip und Montageprozess der Lithiumbatterie

3 Montage:

Entsprechend der positiven Elektrodenmembran-negativen Elektrodenmembran, die in einer Reihenfolge von oben nach unten angeordnet ist, in einen Batteriekern gewickelt und dann in den Elektrolyten, die Dichtung und einen anderen Prozess injiziert wird, dh den Batteriemontageprozess abschließen, wird ein fertiger Prozess durchgeführt Batterie.

4 in:

Die Batterie des fertigen Produkts wird mit speziellen Lade- und Entladegeräten für Batterien getestet, jede Batterie wird getestet und die qualifizierte fertige Batterie wird gescreent und ist ab Werk einsatzbereit.

ENDE

Angelegenheiten, die Aufmerksamkeit erfordern

Die Technologie der Lithium-Ionen-Batterie ist sehr streng und kompliziert. Hier ist eine kurze Einführung!

(1) Die Elektrode wird durch ihre Polarität in positive und negative Materialien unterteilt. Übliches negatives Material ist Graphit; Es gibt viele Arten von positiven Materialien.

(2) Elektrolyte können in zwei Kategorien unterteilt werden: eine ist eine wässrige Lösung von Säure, Alkali und Salz; Die andere ist eine organische Elektrolytlösung. Der Elektrolyt ist ein Träger von Lithiumionen, die von positiven und negativen Elektroden übertragen werden. Er bestimmt daher die Kapazität, den Zykluswirkungsgrad, die Verdoppelung, die Entladung bei hohen und niedrigen Temperaturen, die Lagerung bei hohen Temperaturen, die Lebensdauer und Sicherheit [23, 24] sowie die organischen Elektrolyte im Allgemeinen bestehen aus folgenden Substanzen: Lösungsmittel, Elektrolyte, Lithiumsalze und Additive. Üblicherweise verwendete organische Lösungsmittel sind Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat und Ethylmethylcarbonat. Verschiedene Lösungsmittel haben einen großen Einfluss auf die Leistung der Batterie. Beispielsweise kann ein Lösungsmittel mit einer großen Dielektrizitätskonstante die Anziehungskraft zwischen Lithiumionen verringern und Lithiumionen vollständig liberalisieren; Der Flammpunkt des Lösungsmittels bestimmt die Arbeitstemperatur von Lithiumionen [25, 26], und Lithiumionensalz ist ein Material, das Lithiumionen liefert. Es hat hauptsächlich zwei Reihen von anorganischen Salzen und organischen Salzen. Additive sind Substanzen, die die Leistung von Lithiumionen erheblich verbessern können. Beispielsweise können Membranadditive die Zerstörung der Elektrode durch das Lösungsmittel verhindern und die Kapazität und Zirkulationslebensdauer des eingebetteten Lithiums und De-Lithiums der Elektrode erhöhen. Zusätzlich gibt es Anti-Überladungsadditive, leitfähige Additive, flammhemmende Additive und so weiter.

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