18650 Batterie-Wiki-Verständnis

Einführung

18650 Lithium-Ionen-Akku ist eine Art wiederaufladbarer Akku. Dieser Batterietyp enthält Lithiumionen, die sich beim Entladen von einer negativen Elektrode zur positiven Elektrode und beim Laden zurück bewegen. Die 18650-Batterie kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, darunter medizinische geräte, tragbare Geräte, Militär und Luft- und Raumfahrt, Robotik, Erkundung und Vermessung, Notbatterie und kommerzielle Finanzen.

Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte, eine geringe Selbstentladung und keinen Memory-Effekt. Diese Batterien enthalten einen brennbaren Elektrolyten, der ein Sicherheitsrisiko darstellt, wenn die Batterie beschädigt oder manchmal falsch geladen ist, da sie zu Explosionen und Bränden führen können. Sie haben wahrscheinlich gehört, dass bestimmte Unternehmen nach Bränden von Lithium-Ionen-Batterien Geräte zurückrufen.

Im Allgemeinen haben Lithium-Ionen-Batterien mehrere Vorteile, darunter eine längere Batterielebensdauer, eine hohe Energiedichte, eine langfristige Kostenreduzierung und Sicherheit.

18650 Batterie gegen Zelle

Diese beiden Begriffe sind in Sachen Batterien sehr verbreitet. Aber verstehen Sie wirklich den Unterschied zwischen einer Batterie und einer Zelle? Es gibt einen deutlichen Unterschied zwischen einer Batterie und einer Zelle.

Eine Batterie ist eigentlich ein Batteriepack, bei dem es sich um eine Sammlung von Zellen, elektrischen Anschlüssen, Gehäusen und möglicherweise Steuer- und Schutzelektronik handelt. Zwei oder mehr Zellen können Ende an Ende verbunden werden, um eine Batterie herzustellen.

Eine Zelle ist eine einzelne elektrochemische Einheit, die Elektroden, Separator und Elektrolyt enthält. Eine Zelle hat zwei Enden, die als positiv und negativ gekennzeichnet sind. Bei Lithium-Ionen-Zellen ist die positive Elektrode die Kathode und die Lithium-Basis-Elektrode.

Eine Zelle drückt im Grunde genommen elektrischen Strom vom positiven zum negativen Anschluss. Die Batterie hingegen ist mit ihrer Spannung gekennzeichnet, die den Druck anzeigt, den sie gibt, um den Strom fließen zu lassen. Je höher die Spannung, desto größer der Druck. Zum Beispiel gibt eine mit 6 V gekennzeichnete Batterie einen größeren Druck als die mit 1,5 V gekennzeichnete.

18650 Erfindung und Entwicklung von Batterien

Die Idee von Lithiumbatterien wurde erstmals in den 1970er Jahren von einem britischen Chemiker, M Stanley Whittingham, vorgeschlagen. , während er für Exxon arbeitete. Whittingham entwickelte eine Lithiumbatterie unter Verwendung von Titan (IV) -sulfid und Lithiummetall als Elektroden. Es gab jedoch ein Problem und es war, dass diese wiederaufladbare Lithiumbatterie nicht praktisch gemacht werden konnte. Der britische Chemiker traf eine schlechte Wahl, als er sich entschied, Titandisulfid für die Batterie zu verwenden, da es unter vollständig versiegelten Bedingungen synthetisiert werden muss und sehr teuer sein kann.

Titandisulfid reagiert an der Luft unter Bildung von Schwefelwasserstoffverbindungen, die einen unangenehmen Geruch erzeugen und für die meisten Tiere giftig sind. Aus diesem und vielen anderen Gründen konnte Exxon die Entwicklung der Lithium-Disulfid-Batterie von Whittingham nicht fortsetzen.

Darüber hinaus waren Batterien, die metallische Lithiumelektroden enthalten, mit Sicherheitsproblemen verbunden, da Lithium ein hochreaktives Element ist. Wenn es Wasser ausgesetzt wird, entzündet es sich unter Bildung von Lithiumhydroxid und Wasserstoffgas. Unter normalen Bedingungen wird Lithium, das Metall, durch Lithiumhydroxid, Lithiumcarbonat oder Lithiumoxid inaktiv gemacht und verschlechtert sich, wenn es mit feuchter und trockener Luft in Kontakt kommt. All diese Faktoren führten die Forschung zur Entwicklung von Batterien, die kein Metalllithium verwendeten. Stattdessen würden die Batterien nur Lithiumverbindungen enthalten, die Lithiumionen aufnehmen und freisetzen können.

1977 arbeitete Samar Basu an der Graphitelektrode und demonstrierte die elektrochemische Interkalation von Lithium in Graphit. Was folgte, war die Entwicklung einer funktionsfähigen Lithium-interkalierten Graphitelektrode bei Bell Labs. Dies würde eine Alternative zur Lithiummetallelektrodenbatterie darstellen.

1980 demonstrierte Yazami, wie eine elektrochemische Interkalation von Lithium in Graphit stattfinden würde. Er zeigte, dass Lithium durch einen elektrochemischen Mechanismus unter Verwendung eines Festelektrolyten reversibel in I-Graphit interkaliert werden kann. Der zu diesem Zeitpunkt verfügbare organische Elektrolyt würde sich während des Ladens mit einer negativen Graphitelektrode zersetzen. Yazamis Erfindung der Verwendung von Graphitelektroden wurde zur am häufigsten verwendeten Elektrode in kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien.

Viele Studien wurden fortgesetzt und viele Erfindungen würden von ihren Besitzern patentiert. Jede neue Erfindung und Studie würde Verbesserungen gegenüber der vorherigen bringen, und dies diente als Gedankenöffner. Mit fortschreitender Entwicklung verbesserten sich Leistung und Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien. Tatsächlich stellten Sony und Asha Kasei 1991 ihren ersten kommerziellen lithium-ionen-akku vor. Im Laufe der Zeit entwickelten immer mehr Unternehmen ihre eigenen Lithium-Ionen-Batterien, und 2011 wurden Lithium-Ionen-Batterien gegründet, die 66% aller Verkäufe von tragbaren wiederaufladbaren Batterien in Japan ausmachen.

Heute haben wir viele Unternehmen, die sich mit der Herstellung von Lithiumbatterien befassen. Seriöse Unternehmen forschen weiter und suchen nach fortschrittlicheren Innovationen, die sie bei der Herstellung ihrer Batterien umsetzen können. Es werden leistungsstärkere Lithiumbatterien hergestellt, die tragbarer geworden sind. Dies ist auf die kontinuierliche Forschung und Entwicklung zurückzuführen, in die hersteller von lithium-ionen-batterien investieren.

18650 Laden und Abbau der Batterie

Während des Ladevorgangs wird eine Lithiumbatterie an eine externe Stromquelle angeschlossen, die eine höhere Spannung liefert als die Batterie erzeugt, wodurch ein Ladestrom innerhalb der Batterie von der positiven zur negativen Elektrode fließt. Während dieser Zeit bewegen sich die Lithiumionen in Richtung der negativen Elektrode und werden durch Interkalation in das poröse Elektrodenmaterial eingebettet.

Während der Entladung bewegen sich Lithiumionen von der negativen zur positiven Elektrode innerhalb der Batterie. In einfachen Worten geschieht die Umkehrung des Ladevorgangs.

Darüber hinaus entladen sich Lithiumbatterien allmählich selbst, selbst wenn sie nicht angeschlossen sind und Strom liefern. Die Selbstentladungsrate ist normalerweise niedrig und kann 1,5 bis 2% pro Monat betragen. Die Geschwindigkeit steigt jedoch mit der Temperatur und dem Ladezustand. Mit zunehmendem Alter Ihres Akkus steigt auch die Selbstentladungsrate.

Die Batterieverschlechterung erfolgt ebenfalls allmählich und führt aufgrund der chemischen und mechanischen Veränderungen an den Elektroden zu einer Kapazitätsreduzierung. Batterien können als elektrochemische Multiphysiksysteme eingestuft werden, was bedeutet, dass sie durch verschiedene Mechanismen des gleichzeitigen chemischen, mechanischen, elektrischen und thermischen Versagens abgebaut werden.

Einige der gebräuchlichsten Mechanismen umfassen Lithiumbeschichtung, Wachstum der Festelektrolyt-Interphasenschicht (SEI), thermische Zersetzung des Elektrolyten und mechanisches Cracken der SEI-Schicht und der Elektrodenpartikel.

Der Abbau nimmt hauptsächlich mit der Temperatur zu, wobei ein minimaler Abbau bei einer Temperatur von etwa 25 ° C auftritt. Wenn die Batterie bei einer Temperatur über 25 ° C betrieben oder gelagert wird, nimmt die Verschlechterung zu.

Sie müssen beachten, dass hohe Ladezustände und hohe Temperaturen den Kapazitätsverlust erhöhen. Um sicherzustellen, dass die Temperaturen niedrig sind, sollte eine ordnungsgemäße interne Belüftung gewährleistet sein.

Die Kapazität von 18650 Lithium-Ionen-Batterien wird auch von der Anzahl der Zyklen beeinflusst. Zahlreiche Zyklen von Tausenden führen zu Kapazitätsverlusten. Langsame elektrochemische Prozesse führen zur Bildung einer Festelektrolyt-Interphase (SEI) in der negativen Elektrode. Die Bildung des SEI führt zum Verbrauch von Lithiumionen, was zu einer Verringerung der Lade- und Entladungseffizienz des Elektrodenmaterials führt.

Der SEI-Film ist unlöslich und kann daher in einer organischen Elektrolytlösung stabil bleiben. Wenn die richtigen Additive im Elektrolyten verwendet werden, um die SEI-Bildung zu fördern, kann die Anziehung von Lösungsmittelmolekülen verhindert und die Beschädigung von Elektrodenmaterialien vermieden werden. Außerdem lässt SEI die Lithiumionen durch, verhindert jedoch das Durchtreten von Elektronen, und dies stellt die Kontinuität des Lade- und Entladezyklus sicher. Darüber hinaus kann SEI die Elektrode erheblich verbessern und die Leistung und Lebensdauer einer Batterie erhöhen, indem ein weiterer Verbrauch von Lithiumionen verhindert wird.

18650 Batteriespezifikationen

Form: zylindrische Lithium-Ionen-Batterie

Größe: Durchmesser beträgt 18 mm, Höhe 65,0 mm

Spannung: 3,7V

Kapazität: 1-5Ah

Technische Daten : 18650 Zellen sind für größere Spannung und längere Entladezeiten parallel und in Reihe geschaltet.

18650 Kaufanleitung für Batterien

Wenn Sie die 18650 lithiumbatterie kaufen möchten, ist es besser, einen seriösen Verkäufer zu finden. Ein großartiger Verkäufer verfügt über langjährige Erfahrung in der Ablage von Batterien und berät Sie über die beste Batterie für Ihre Anwendung. Stellen Sie sicher, dass Sie eine Batterie finden, die aus Sicherheitsgründen nicht beschädigt ist. Die Lithiumbatterie sollte leistungsstark genug sein, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden.