Detaillierte Analyse der aktuellen Situation der Lithiumbatterietechnologie für Elektrofahrräder

Lithiumbatterie ist eine Art Lithiummetall- oder Lithiumlegierungsanodenmaterial unter Verwendung einer Wasserbatterie-Elektrolytlösung. Zuerst wird die Lithiumbatterie vom großen Erfinder Thomas Edison erfunden. Verwenden Sie die folgende Antwort: Li + MnO2 = LiMnO2, die Reaktion der REDOX-Reaktion. Da die Lithiumchemie sehr aktiv ist, stellt die Verarbeitung, Lagerung und Verwendung von Lithiummetall sehr hohe Anforderungen an die Umwelt. Die Lithiumbatterie wurde also schon lange nicht mehr verwendet. Und jetzt ist die Lithiumbatterie zum Mainstream geworden.

Gegenwärtig sind Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektrofahrradprodukten verwendet werden, relativ häufig, leicht und lösen die Nachfrage nach MeiGuanHua-Elektrofahrrädern, aber aufgrund ihrer Anwendung dauert es nicht lange, aber die Lithiumbatterietechnologie erreichte nicht das perfekte Niveau Es sind also viele Probleme zu lösen. Im Folgenden analysieren wir das Elektrofahrrad mit Lithiumbatterien in der gegenwärtigen Situation des technischen Niveaus.

Ein Entwicklungsprozess, Lithium-Ionen-Batterien

Aufgrund der Lithiumchemie ist die Lithiummetallverarbeitung sehr aktiv, wodurch die Umweltanforderungen sehr hoch sind, so dass die Lithiumbatterieproduktion unter besonderen Umgebungsbedingungen erfolgt. Aufgrund der vielen Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien werden Lithium-Batterien häufig in elektronischen Instrumenten, digitalen Produkten und Haushaltsgeräten verwendet. Die meisten Lithiumbatterien sind jedoch Sekundärbatterien, es gibt auch Einwegbatterien. Einige der Lebensdauer und Sicherheit der Sekundärbatterie sind schlecht.

Später erfand SONY of Japan die Kohlenstoffmaterialien als Anode mit Lithiumverbindungen als Anode der Lithiumbatterie. Beim Laden und Entladen existiert kein Metalllithium, nur Lithiumionen, dh die Lithiumionenbatterien. Beim Laden der Batterie werden in der Batterie Lithiumionen in der Anode erzeugt, die durch den Elektrolyten erzeugten Lithiumionen zur negativen Bewegung. Als Kathodenkohlenstoffschichtstruktur hat sie viele Poren, erreicht die Kathode von Lithiumionen, die in die mikroporöse Kohlenstoffschicht eingebettet sind, je mehr Lithiumionen eingebettet sind, desto höher ist die Ladungskapazität. Auch wenn die Batterie entladen werden soll (dh wir verwenden den Batterieprozess), eingebettet in die Kathodenkohlenstoffschicht aus Austritt, Lithiumionen und Bewegung zurück zur Anode.

Zurück zur Anode des Lithiumions, je höher die Entladungskapazität, desto höher. Unter Batteriekapazität verstehen wir normalerweise die Entladekapazität. Beim Lade- und Entladevorgang bewegen sich die Lithiumionen von positiv und negativ zu positiv. Li-Ionen-Batterien sind wie ein Schaukelstuhl, Schaukelstuhl an beiden Enden der Pole für die Batterie und Lithium-Ionen wie Athleten, die in einem Schaukelstuhl hin und her rennen. So werden Li-Ionen-Batterien auch Schaukelstuhlbatterien genannt.

Als digitale Produkte wie die weit verbreitete Verwendung von Mobiltelefonen, Laptops und anderen Produkten werden Lithium-Ionen-Akkus mit hervorragender Leistung in solchen Produkten und in den letzten Jahren schrittweise auch in anderen Bereichen von Anwendungsentwicklungsprodukten eingesetzt. 1998 begann das Tianjin Institute of Power mit der kommerziellen Produktion von Lithium-Ionen-Batterien. Traditionell werden Lithium-Ionen-Batterien als lithium-batterien bezeichnet. Lithium-Ionen-Batterien sind mittlerweile zum Mainstream geworden.

Zweitens die Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien

Lithium-Ionen-Batterien und andere Arten von Batterien, es gibt einen Unterschied, haben ihre einzigartigen Eigenschaften.

(a) hohe Energiedichte

Das Gewicht der Lithium-Ionen-Batterie ist die gleiche Menge an Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Batterien, das halbe Volumen beträgt 20-30% Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhydrid 35-50%.

(2) Hochspannung

Eine Monomer-Arbeitsspannung der Lithium-Ionen-Batterie von 3,7 V (Mittelwert), was drei Serien von Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Batterien entspricht.

(3) keine Verschmutzung

Lithium-Ionen-Akku enthält keine schädlichen Metalle wie Cadmium, Blei, Quecksilber.

(4) enthalten kein Lithiummetall

Lithium-Ionen-Batterie enthält kein Lithium-Metall und aus der Transportebene von Balken Regeln wie Jet-tragende Lithium-Batterie-Grenze.

(5) hohe Lebensdauer

Unter normalen Bedingungen können die Lade- und Entladezyklen der Lithiumionenbatterie mehr als das 500-fache betragen, Lithiumeisenphosphat (im Folgenden als Phosphoreisen bezeichnet) kann das 2000-fache erreichen.

(6) kein Memory-Effekt

Der Speichereffekt bezieht sich auf die Nickel-Cadmium-Batterie im Lade- und Entladezyklus, die Batteriekapazität zur Reduzierung des Phänomens. Lithium-Ionen-Batterien, kein solcher Effekt.

(7) Schnellladung

Mit der Nennspannung von 4,2 V Konstantstrom-Konstantspannungsladegerät kann der Lithium-Ionen-Akku nach 1,5 bis 2,5 Stunden aufgeladen werden. Und die Neuentwicklung von Phosphor-Eisen-Lithium-Strom kann in 35 Minuten wieder aufgeladen werden.

Drei, Lithium-Ionen-Batterie in der Anwendung auf dem Gebiet der Elektrofahrräder

Gegenwärtig besteht bei der Anwendung einer Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterie für Elektrofahrräder im Wesentlichen alles aus mehr als einzelnen Zellen in Reihe und parallel. Während des Anwendungsprozesses bestehen die in der Lithium-Power-Batterie bestehenden Probleme hauptsächlich zwischen jeder Monomerbatterie mit großer Diskretion, wodurch die gesamte Sicherheit und Lebensdauer des Batteriepacks beeinträchtigt wird.

Daher sollten wir uns das ideale Lithium-Power-Batteriemanagement für die Sicherheit und Lebensdauer des Akkus vorstellen. Die Steuerungsanforderung lautet: Nicht nur zum Verwalten und Schützen jeder Monomerbatterie, des Batteriepacks und zum Zeitpunkt der Entladung auch zum Aufrechterhalten eines gleichmäßigen Batteriespannungsausgleichs, wie dies bei vielen Gläsern Wasser in derselben horizontalen Linie der Fall ist. Aufgeladen, um sicherzustellen, dass alle Batterien im Batteriepack in der gleichen Spannungsleitung gleichmäßig aufgeladen werden, bis die gesamte Batterie, so viele Tassen, zwar nicht der Kapazität entspricht, sondern bei gleicher Durchflussinjektion, um dies zu gewährleisten jede Tasse Wasser.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Elektrofahrrad mit Lithiumbatterien im Einsatz ist, um die Batterie zu halten, aber kein Fieber zuzugeben, lange Lebensdauer, insbesondere die Verwendung von Sicherheit. Dies erfordert, dass der Akku eine Batterieladung und -entladung für jedes Monomergleichgewicht und jede Schutzfunktion aufweist.

Viertens die Klassifizierung des Elektrofahrrads mit Lithiumbatterien

Elektrofahrräder mit Lithiumbatterien lassen sich grob in drei große Kategorien einteilen: Mangansäure-Lithiumbatterie, Batterien mit ternärem Material und Lithiumeisenphosphatbatterien。

Mangansäurelithiumbatterie: Lösen Sie die Hochtemperaturleistung von Mangansäurelithiumbatterie, Batteriekathodenmaterial, Batterie muss modifiziertes Strukturdesign und Elektrolytformel sein. In Japan und Südkorea VERWENDET die modifizierte Lithiummangansäure, modifizierte Mangansäurelithiumbatterie, eine Woche nachdem die 65 ℃ Speicherkapazität nur auf 99% gesunken war.

Ternäre Materialbatterie: Kobalt-, Nickel- und Mangan-ternäres Material als Anodenmaterial der Lithiumbatterie überwindet die Mängel hinsichtlich der schlechteren Leistung der Hochtemperatur von Mangansäurelithium und verbessert die spezifische Energie der Batterie.

Lithiumeisenphosphatbatterie: Seit 2002 haben die USA und Kanada mit der Entwicklung von Lithiumeisenphosphatbatterien begonnen. Dies ist eine neue Art von großer Entwicklungsperspektive für Lithiumionenbatterien vom Leistungstyp. Lange Lebensdauer, Lade- und Entladezyklus 1 c bei Raumtemperatur bis zu 2000-mal.

Vorteile von Lithiumeisenphosphatbatterien: hohe Sicherheit. Stärkere Bindungskraft, Struktur der chemischen Stabilität der Phosphorsäurewurzel ist gut; Umweltschutz und enthält keine Schwermetalle; Ungiftig (durch die SGS-Zertifizierung), keine Verschmutzung; Schnelles Laden, lithium-eisenphosphat-batterien können große Strom 5 ~ 10 c schnelles Laden und Entladen sein; Die Leistung bei großer Stromentladung ist gut. Kann 10 ~ 50 c Hochstromentladung mit großem Strom sein.

Nachteile der Lithiumeisenphosphatbatterie: Die Leistung bei niedrigen Temperaturen ist der von Mangansäurelithium und anderen positiven Elektrodenmaterialien unterlegen. Die Batteriespannung des Lithiumeisenphosphat-Monomers beträgt 3,2 V.36 V. Der Akku benötigt 12 einzelne Zellen in Reihe. Die Lebensdauer der Monomerlithiumeisenphosphat-Batterie beträgt mehr als das 2000-fache, die Lebensdauer des Batteriepacks jedoch möglicherweise nur das 500-fache.

Fünftens die Vor- und Nachteile eines Elektrofahrrads mit Lithiumbatterie

(a) die Vorteile eines Elektrofahrrads mit Lithiumbatterien

Lithium-Batterie-Leistung als Blei-Säure-Batterien zweimal mehr, verwenden derzeit Blei-Säure-Batterie Elektrofahrrad aufladen eine Reichweite von 50 ~ 70 km, verwenden das gleiche Gewicht von Lithium-Batterie kann 100 ~ 100 km fahren, es hat auch eine hohe Anzahl von Ladevorgängen und Entladen, bestehende Probleme sind: Der Preis ist höher, 6-mal für Blei-Säure-Batterien, jedes Auto ist $ 1800 ~ 2000. Darüber hinaus gelten bestehende Spezifikationen für den kleinen Typ der Handys, Laptops, größere Modelle müssen entwickelt werden mehr als 10 ah, diese Art von Batterie wird derzeit nur für Luxusfahrräder oder Elektromotorräder verwendet, aber das Preissenkungspotential ist größer, der Vordergrund ist sehr gut.

Das Elektrofahrrad mit Lithiumbatterie hat den Vorteil seiner langen Lebensdauer, seines geringen Gewichts und seines geringen Volumens. Es gibt ein kleines Lithium-Batterie-Elektrofahrrad, wiegt nur etwa 16 Kilogramm, die Batterie hat die Größe eines Buches, nur 2,5 kg, kann eine Handgepäcktasche tragen, kann auch zum Aufladen meines Computers verwendet werden und die Leistung von Blei-Säure Das Batteriegewicht beträgt ca. 15 kg. Der Strompreis ist jedoch teurer als mehr als 2800 Yuan. "Dieses Auto auf dem Markt nur eine Woche, der Preis ist höher, aber der Verkauf ist besser als erwartet, eine Woche wird mehrere Autos verkaufen." Luyuan ev zhang, Direktor der Einführung, diese Art von Auto verwendet Lithium-Batterie, eine Ladung kann 30 km laufen. Riesen, Bridge Stone Brand Store hat auch eine Lithium-Batterie Elektrofahrzeuge. "Die dynamischen Eigenschaften von Lithium-Batterie Elektrofahrrad und Blei-Säure-Batterie, Laden 6 ~ 8 Stunden, abhängig von der Batteriekapazität von 30 ~ 45 Kilometern, beträgt das Gewicht nur etwa 1/5 der Blei-Säure-Batterie. " Riese der Vertriebsmitarbeiter sagten, dass die größten Vorteile von Lithiumbatterie Elektrofahrrad lange Lebensdauer, eine Gruppe von Zellen verfügbar 4 ~ 5 Jahre, während Blei-Säure-Batterie Lebensdauer nur 2 Jahre.

(2) das Manko von Elektrofahrrädern mit Lithiumbatterien

Die Nachteile der Lithiumbatterie sind der Preis auf der hohen Seite, der Marktanteil von nur 4%. Jetzt ist der Preis für Lithiumbatterie-Elektrofahrräder im Allgemeinen höher als der für Blei-Säurebatterie-Elektrofahrzeuge von mehreren hundert bis eintausend Yuan Der Umsatz ist nicht groß. "Beide unterscheiden sich um 800 Yuan, wenn ich nur hundert Yuan in Betracht ziehen könnte." Ist das wählen und kaufen Elektrofahrrad ms zhang kaufte schließlich die traditionellen Blei-Säure-Batterie Elektrofahrzeuge.

Sechs Elektrofahrräder mit Problemen und Lösungen für Li-Ionen-Batterien

Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektrofahrradprodukten verwendet werden, sind nicht lange her, ihre Technologie hat kein hohes Niveau erreicht, daher gibt es viele technische Probleme, die die Entwicklung der Elektrofahrrad-Lithiumbatterieindustrie in gewissem Maße einschränken.

Gegenwärtig wird das Elektrofahrrad mit Lithium-Ionen-Batterien zur Lösung des Problems hauptsächlich im Prozess von Sicherheitsproblemen eingesetzt. Wie man Sicherheitsprobleme löst, wird eines der Elektrofahrräder mit Li-Ionen-Batterie-Entwicklung im zukünftigen Trend, den wir hier machen eine kurze Einführung in die Lösung dieses Problems.

(a) die Überladung

Normale Li-Ionen-Batterien sollten mit den höchsten 4,2 V geladen werden, Lithium-Eisen-Batterien auf der Grundlage der oberen und unteren Grenze minus 0,5 Volt, die Ladung zum Befüllen ist höher als 4,3 V. Um dieses Problem zu lösen, muss der Spannungswert genau gemessen werden: die wissenschaftliche Art des Ladens, voll, aber geladen; Angemessene Einstellung: Einzelteil als Überladeschutzspannung, z. B.: 4,2 V + / - 0,05 V, stellen Sie sicher, dass Es gibt keine Überladung und Explosion.

(2) die Entladung

Mindestens 3,2 V Lithium-Batterie-Entladung, Entladung unter 3 V für Put, genaue Messleistung wahrer Wert: Verwenden Sie eine wissenschaftliche und sichere Art der Entladung, aber setzen Sie sie fertig; Angemessene Einstellung: Einteilige Schutzspannung, z. B.: 3,20 V + / - 0,05 V, sicherstellen, dass keine Entladung und Explosion auftritt.

(3) die Batterietemperaturerfassung

Eine zu hohe Lithiumbatterietemperatur führt zu einer Explosion. Daher muss möglicherweise die Temperatur der Batterie für jede Sitzung überwacht werden. Stellen Sie sicher, dass keine Explosion auftritt, da die Batterietemperatur zu hoch ist.

(4) den Überstromschutz

Lithium-Ionen-Batterien haben einen Nennstrom, lassen nicht mehr als den Nennstrom zu, da sonst die Batterie durchbrennt. Daher müssen wir den Lade- und Entladestrom genau messen und steuern, und es werden effiziente schnelle Überstromschutzmaßnahmen ergriffen, wenn der Strom die eingestellte Stromzeit überschreitet, um den Unfall des Kurzschlusses, der Rückwärtsverbindung usw. zu vermeiden.

(5) Gleichgewicht

Die Abweichung der Monomerspannung der Lithium-Ionen-Batterie, wenn sie nicht ausgeglichen gesteuert wird, mit zunehmendem Lade- und Entladezyklus und jeder allmählichen Differenzierung der Spannung der Monomer-Batterie verringert die Lebensdauer erheblich. Bei einer Gruppe von lithium-ionen-akkus, die unter Berücksichtigung der Inkonsistenzen geladen und entladen werden, kann jede Monomerbatterie ausgewogene Maßnahmen sein, um Sicherheit und Stabilität zu gewährleisten.

Beispiele für Lithiumbatterien sind weit verbreitete Energiespeicher-Stromversorgungssysteme, unterbrechungsfreie Stromversorgung für Post- und Telekommunikationskommunikation sowie Elektrowerkzeuge, Elektrofahrräder, Elektromotorräder, Elektroautos, militärische Ausrüstung, Luft- und Raumfahrt und andere Bereiche.

Die Anwendung auf dem Gebiet der Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrrädern ist zwar noch nicht ausgereift, aber die guten Entwicklungsaussichten sowie die Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrradprodukten weisen hervorragende Eigenschaften auf, wodurch Lithium-Elektrofahrräder relativ werden schnelle Entwicklung.

Darüber hinaus hat die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien mit großer Kapazität derzeit mit dem Versuch begonnen, Elektroautos zu testen. Es wird erwartet, dass sie im 21. Jahrhundert zu einer der Hauptstromquellen werden, dem Elektroauto, und wird sich mit Satelliten- und Luftfahrt befassen und Energiespeicheranwendungen.

Aufgrund der Energieknappheit und des Umweltdrucks der Welt ist Lithiumstrom in der Elektroautoindustrie weit verbreitet, insbesondere das Aufkommen von Lithiumeisenphosphatbatterien, was den technologischen Fortschritt und Durchbruch der Lithiumbatterieindustrie gefördert hat.

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