Flüssige Lithium-Ionen-Batterien 18650-Definition und Vergleich

Wie in der modernen Welt wird der Einsatz von Batterien zunehmen, weshalb Forscher an Lithium-Ionen-Batterien arbeiten, um sie kostengünstig, einfach zu bedienen und umweltfreundlich zu machen. Ebenso haben 18650 Lithium-Ionen-Batterien eine bedeutende Bedeutung, die weiter unten erörtert wird .

In diesem Artikel werden wir über 18650 Lithium-Ionen-Batterien, den Unterschied zwischen flüssigen Lithium-Ionen- und Sloid-Lithium-Ionen-Batterien und die Bedeutung von 18650-lithium-batterien im täglichen Leben sprechen.

Was ist ein 18650 Liquid Lithium Ion Akku?

18650 ist auch als Lithium-Ionen-Batterien bekannt. Flüssige Lithium-Ionen-Batterie, von der der übliche Typ 18650 und quadratische Formen ist, ist bekanntlich das Lithium-Kobaltoxid. Die 18650-Batterie, die üblicherweise als Laptop-Batterie verwendet wird, hat einen Durchmesser von 18 mm und eine Höhe von 65 mm. Da es ausschließlich mit einem Laptop-Akku verwendet wird, werden auf dem heutigen Markt mehr als 60% der Mobilkapazität 18.650 Akkus verwendet. Es hat ein breites Anwendungsspektrum und eine kompakte Größe, die Techniken werden immer ausgefeilter.

Was ist der Unterschied zwischen einer flüssigen Lithium-Ionen-Batterie und einer festen Lithium-Ionen-Batterie?

Der Hauptunterschied zwischen der üblicherweise verwendeten Lithium-Ionen-Batterie und einer Festkörperbatterie besteht darin, dass die erstere eine flüssige Elektrolytlösung zur Steuerung des Stromflusses verwendet, während Festkörperbatterien einen Festelektrolyten wählen. Der Elektrolyt einer Batterie ist ein leitfähiges chemisches Gemisch, das den Strom zwischen Anode und Kathode fließen lässt.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Festkörperbatterien funktionieren immer noch genauso wie aktuelle Batterien, aber die Materialänderung ändert einige der Eigenschaften der Batterie, einschließlich maximaler Speicherkapazität, Ladezeiten, Größe und Sicherheit.

Platz sparen

Der unmittelbare Vorteil des Wechsels von einem flüssigen zu einem festen Elektrolyten besteht darin, dass die Energiedichte der Batterie zunehmen kann. Dies liegt daran, dass Festkörperbatterien nur sehr dünne Barrieren benötigen, um einen Kurzschluss zu vermeiden, anstatt große Separatoren zwischen den Flüssigkeitszellen zu benötigen.

Herkömmliche Separatoren für flüssigkeitsgetränkte Batterien haben eine Dicke von 20 bis 30 Mikrometern. Durch Festkörpertechnik werden Separatoren auf jeweils 3-4 Mikrometer reduziert, wodurch nur durch das Austauschen von Materialien ein ungefähr 7-faches Volumen eingespart wird.

Diese Separatoren sind jedoch nicht die einzige Komponente in der Batterie, und andere Bits können nicht so stark schrumpfen, was das platzsparende Potenzial von Festkörperbatterien einschränkt.

Längere Lebensdauer

In der Regel sind Festkörperelektrolyte weniger reaktiv als die heutige Flüssigkeit oder das heutige Gel. Daher ist zu erwarten, dass sie viel länger halten und nach nur 2 oder 3 Jahren keinen Ersatz benötigen. Dies stellt auch sicher, dass diese Batterien nicht beschädigt werden oder Feuer fangen, wenn diese Batterien beschädigt sind oder Herstellungsfehler aufweisen, was für die Kunden gesündere Waren bedeutet.

Für diejenigen, die dasselbe Gerät über viele Jahre hinweg verwenden möchten, sind austauschbare Batterien häufig in aktuellen Smartphones zu finden, da sie ausgeschaltet werden können, sobald sie ausfallen.

Oft halten die Akkus von Smartphones nach etwa einem Jahr ihre Ladung nicht mehr und können sogar dazu führen, dass die Hardware nach mehreren Jahren des Gebrauchs instabil wird, zurückgesetzt wird oder sogar nicht mehr funktioniert.

Smartphones und andere Geräte können mit Festkörperbatterien viel länger halten, ohne dass eine neue Batterie erforderlich ist. Das Sprechen über flüssige oder feste Batterien ist jedoch eine übermäßige Vereinfachung des Themas, da es viele feste chemische Verbindungen gibt, die in Batterien verwendet werden können, nicht nur eine.

Arten von Elektrolyten im festen Zustand

Es gibt acht Haupttypen von Festkörperbatterien, von denen jede unterschiedliche Elektrolytmaterialien verwendet. Diese ähneln Li-Halogenid, Perowskit, Li-Hydrid, NASICON, Granat, Argyrodit, LiPON und LISICON.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Da es sich immer noch um eine aufstrebende Technologie handelt, befassen sich die Forscher immer noch mit den besten Arten von Festkörperelektrolyten, die für verschiedene Produktkategorien verwendet werden können. Bisher hat sich noch keiner als klarer Marktführer herausgestellt, aber Zellen auf der Basis von Sulfid, LiPON und Granat gelten derzeit als die vielversprechendsten.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass in gewisser Weise viele dieser Typen immer noch auf Lithium (Li) basieren, weil sie immer noch Lithiumelektroden verwenden.

Dünnschichtbatterien

Selbst bei Festkörperbatterietypen gibt es zwei eindeutige Untertypen - Dünnschicht und Bulk -. Eine der beliebtesten Dünnschichtformen auf dem Markt ist LiPON, das von den meisten Herstellern mit einer Lithiumanode entwickelt wurde.

Der LiPON-Elektrolyt bietet hervorragende Eigenschaften in Bezug auf Gewicht, Dicke und sogar Flexibilität und ist damit ein vielversprechender Zelltyp für tragbare Elektronik und Geräte, die kleine Zellen erfordern. Zurück zum Thema länger anhaltende Zellen: LiPON zeigte auch nach 40.000 Lastzyklen eine hervorragende Stabilität mit nur 5 Prozent weniger Effizienz.

Im Vergleich dazu bieten Lithium-Ionen-Batterien nur 300 bis 1000 Zyklen, bevor sie eine ähnliche oder größere Kapazitätsabnahme zeigen. Dies bedeutet, dass LiPON-Batterien 40- bis 130-mal länger halten können als Li-Ion-Batterien, bevor sie ausgetauscht werden müssen.

Sind alle 18650-Batterien flüssige Lithium-Ionen-Batterien?

Nein, es ist nicht erforderlich, dass alle 18650-Batterien flüssiges Lithiumion enthalten. Es basiert im Wesentlichen auf der Anwendung und der Qualität der Batterien, nach denen die Batterien hergestellt werden. Die meisten Batterien enthalten jedoch wässriges Lithiumsalz als Elektrolyt in der Batterie, dies ist jedoch nicht wichtig. Es können auch andere Elektrolyte verwendet werden.

Fazit

Offensichtlich wird noch viel über Festkörperbatterietechnologie geforscht. Nach den frühesten Schätzungen werden reife Zellen für weitere 4 bis 5 Jahre nicht in Konsumgüter wie Smartphones gelangen. Trotzdem können Festkörperbatterien bereits im nächsten Jahr in anderen Geräten (z. B. Drohnen) auftreten.

Die neuesten Forschungsergebnisse liefern jedoch endlich Ergebnisse, die hinsichtlich ihrer Eigenschaften mit vorhandenen Li-Ionen-Batterien konkurrieren können und gleichzeitig die Vorteile von Festkörperelektrolyten bieten. Wir müssen lediglich Herstellungsprozesse entwickeln, und eine Reihe großer und aufstrebender Hersteller von Batterien verfügen über das Kapital, um dies zu verwirklichen.

Zusammenfassend sind aus Verbrauchersicht die Hauptvorteile all dieser chemischen Variationen: bis zu 6-mal schnellere Beladung, bis zu doppelt so hohe Energiedichte, bis zu 10 Jahre längere Lebensdauer im Vergleich zu 2 und keine brennbaren Materialien. Mit Smartphones und anderen tragbaren Geräten ist das sicher ein Segen.