Umweltfreundliche grüne Batterie - Lithiumbatterie

1860 erfand der französische Wissenschaftler Lechranche Trockenbatterien, um eine neue Ära chemischer Energie einzuleiten. Das positive Elektrodenmaterial der Trockenbatterie ist Mangandioxid, und der Kohlenstoffstab wird als positiver Elektrodenleiter verwendet, und die negative Elektrode ist das Zinkrohr, das sowohl eine negative Elektrode als auch ein Behälter ist. Der Elektrolyt ist eine Mischung aus Zinkchlorid und Ammoniumchlorid. Die Klemmenspannung der Trockenbatterie beträgt 1,5 Volt. Seit mehr als 100 Jahren kommen Trockenbatterien Menschen in Radios, Beleuchtung, Taschenlampen, Taschenrechnern und Haushaltsgeräten zugute. Heute ist sie eine unverzichtbare chemische Energiequelle für den täglichen Gebrauch. Da es sich bei der Trockenbatterie jedoch um eine Primärbatterie handelt, kann sie nicht aufgeladen werden und wird bei Verbrauch weggeworfen, was zu Umweltverschmutzung führt. Die Erfindung der Lithiumbatterie überwindet die Mängel der Trockenbatterie und ist ein aufgehender Stern der Batterie.

Ich frage, welche Art von Batterie im Laptop installiert ist. Was ist die Stromversorgung des Mobiltelefons? Was ist die chemische Stromversorgung in der Digitalkamera installiert? Die Antwort ist eine: Es ist eine Lithiumbatterie. Die früheste Erfindung von Lithiumbatterien war der große Erfinder Edison, aber aufgrund der technischen Einschränkungen der Zeit (vor 100 Jahren) und weil Metalllithium das aktivste chemische Element war, konnte Edison keine Batterie mit praktischem Wert herstellen. Erst 1973 wurde die weltweit erste Lithiumbatterie mit praktischem Wert hergestellt. Anfänglich wurden Lithiumbatterien nur in Herzschrittmachern verwendet. Da die Selbstentladungsrate von Lithiumbatterien extrem niedrig ist, ist die Entladespannung stabil, so dass der Herzschrittmacher lange Zeit verwendet werden kann, nachdem er mit einem Messer in den menschlichen Körper implantiert wurde. Zum Beispiel wurde die Batterie seit mehr als 10 Jahren nicht mehr ausgetauscht. Durch die Erfindung der Lithiumbatterie wurden Tausende von Patienten mit Herzerkrankungen gerettet, und sie sind wieder zum Leben zurückgekehrt und verlängern ihr Leben.

Seit der Einführung des ersten Herzschrittmachers im Jahr 1966 ist er mehr als 40 Jahre alt. Hunderttausende Herzstimulationen wurden durch Operationen in den menschlichen Körper implantiert, was das Leben von Herzpatienten verlängert und sicher und zuverlässig ist. Herzlich willkommen. Die Stromquelle des Herzschrittmachers war ursprünglich eine Zink-Quecksilber-Batterie. Diese Batterie ist klein und langlebig, enthält jedoch Quecksilber. 1980 hat ein Herzschrittmacher aus Lithium-Jod-Batterie im Ausland eine Lebensdauer von mehr als zehn Jahren. Es wird als Stromquelle für Herzschrittmacher verwendet. Es ist quecksilberfrei, umweltfreundlich, sicher und zuverlässig. Es ist das Evangelium der Herzpatienten.

1973 löste das Aufkommen und die Anwendung von Lithiumbatterien eine weitere neue Ära der chemischen Energie aus. Lithiumbatterien haben eine hohe Energiedichte, ein geringes Gewicht und eine gute elektrische Leitfähigkeit und sind als umweltschädlich gekennzeichnet. Es wurde seit seiner Einführung in großen Mengen verwendet und ist eine aufstrebende chemische Energiequelle. Um eine Vielzahl von Lithiumbatterieprodukten mit besserer Leistung zu entwickeln, wurden verschiedene Materialien untersucht. Damit entsteht ein beispielloses Produkt. Zum Beispiel: Lithium-Schwefeldioxid-Batterien (Li-SO2) und Lithium-Thionylchlorid-Batterien (Li-SOCl2). Sein positiv aktives Material ist auch ein Lösungsmittel für den Elektrolyten. Diese Struktur tritt nur in Elektrolyten auf, die nicht wässrig sind. Warum hat eine Lithiumbatterie eine so große Leistung, aus welchem Material besteht sie und wie ist sie aufgebaut? Warum hat es diese hervorragenden Eigenschaften im Vergleich zu anderen Batterien? Der Hauptunterschied zwischen der ursprünglichen Lithiumbatterie und anderen Batterien besteht darin, dass Metalllithium oder Lithiumlegierung als negatives Elektrodenmaterial verwendet wird, und Lithiumbatterie wird benannt, weil sie Lithiummetall oder Lithiumlegierung als negative Elektrode verwendet. Warum wählen Menschen metallisches Lithium als negative Elektrode? Der Grund ist, dass sich Lithium in der ersten Hauptgruppe des zweiten Zyklus des chemischen Periodensystems befindet. Das chemische Elementsymbol von Lithium im Aufsatz über Papierformatvorlagen ist Li, die Elektronegativität von Lithium beträgt 0,97 und das Standardelektrodenpotential beträgt -3,02 Volt. Unter allen Metallen ist das Standardelektrodenpotential von Lithium am negativsten, daher werden Lithium und andere Substanzen angewendet. Die Batterie besteht aus der höchsten Spannung aller Metalle, dh bis zu 3,6 Volt. Die gewöhnliche Batterie (wie die gewöhnliche Trockenbatterie-Zink-Mangan-Batterie) hat eine Spannung von nur 1,5 Volt. Das heißt, die Spannung einer Lithiumbatterie ist mehr als doppelt so hoch wie die einer normalen Batterie.

1992 entwickelte Sony erfolgreich Lithium-Ionen-Batterien und setzte sie erfolgreich auf Mobiltelefonen und Notebooks ein. Das Gewicht und das Volumen dieser tragbaren elektronischen Geräte werden stark reduziert und die Nutzungsdauer wird erheblich verlängert. Da die Lithiumbatterie kein Schwermetallchrom enthält, verursacht sie keine Umweltverschmutzung. Ist eine echte grüne Batterie

Grüne Batterie ohne Verschmutzung

Eigenschaften der Lithiumbatterie

Die Lithiumbatterie enthält keine Schwermetalle wie Cadmium, Chrom, Blei, Quecksilber usw. Es handelt sich um eine umweltfreundliche Batterie ohne Umweltverschmutzung. Darüber hinaus weisen Lithiumbatterien die folgenden Eigenschaften auf:

1. Hat ein hohes Verhältnis von Gewicht zu Energie und Volumen zu Energie: Dies bedeutet, dass die Lithiumbatterie ein geringes Gewicht und Volumen hat, aber eine große Menge elektrischer Energie abgibt. Verwenden Sie elektrische Energie als Zähler, Gewicht oder Volumen als Nenner. Aufgrund der großen Größe des Moleküls ist der Nenner klein und das Verhältnis groß. Beispielsweise hat eine Lithiumbatterie mit der gleichen Energie im Vergleich zu einer Blei-Säure-Batterie ein Gewicht und ein Volumen von nur einem Viertel des Volumens einer Blei-Säure-Batterie. Daher sind Lithiumbatterien sowohl leicht als auch leistungsstark und werden in Zukunft zwangsläufig sperrige Blei-Säure-Batterien ersetzen. 2. Die Selbstentladung ist gering und kann lange gelagert werden. Dies ist der herausragendste Vorteil der Batterie.

3. Kein Memory-Effekt. Lithiumbatterien haben nicht den sogenannten Memory-Effekt von Nickel-Cadmium-Batterien, sodass Lithiumbatterien beim Laden nicht entladen werden müssen.

4. Langes Leben. Unter normalen Arbeitsbedingungen ist die Anzahl der Lade- und Entladezyklen einer Lithiumbatterie viel größer als das 500-fache.

5. Kann schnell aufgeladen werden. Lithiumbatterien können normalerweise mit einem Strom von 0,5 bis 1 Mal aufgeladen werden, was die Ladezeit auf 1-2 Stunden verkürzt.

6. Kann parallel verwendet werden;

7. Da die Batterie keine Schwermetallelemente wie Cadmium, Bleistift und Quecksilber enthält, ist sie umweltfreundlich und die fortschrittlichste grüne Batterie der Welt.

8. Breiter Betriebstemperaturbereich. Kann von -55 ° C bis + 75 ° C arbeiten.

9. Die Kosten sind hoch. Lithiumbatterien sind im Vergleich zu anderen wiederaufladbaren Batterien teurer.

Der chemische Reaktionsmechanismus der Lithiumbatterie:

Es gibt viele Arten von Lithiumbatterien. Die praktischeren Lithiumbatterien sind: Lithium-Polyfluor-Graphit-Batterien, Lithium-Mangan-Dioxid-Batterien, Lithium-Schwefeldioxid-Batterien und Lithium-Thionylchlorid-Batterien sowie Lithium-Ionen-Batterien, die 1992 von Sony entwickelt wurden. Jetzt mit Lithium - Eine Polyfluor-Graphit-Batterie wird als Beispiel genommen um den elektrochemischen Reaktionsmechanismus einer Lithiumbatterie zu veranschaulichen:

Positive Reaktion:

(CF) n + ne- = nC + nF

Negative Reaktion:

nLi → nLi - + ne

Gesamtbatterieantwort:

(CF) n + nLi → nC + nLiF

Lithium-Mangandioxid-Batterien sind die am weitesten verbreiteten und billigsten lithium-batterien. Es verwendet kostengünstiges γ-MnO2 als positives elektrodenaktives Material, gelöst in einem gemischten Lösungsmittel aus Propylencarbonat (PC) und Dimethyloxyethylen (DMF) in einer Konzentration von 1 M. Das Verhältnis der beiden ist: PC: DMF = 1: 1.

Die Batterieantwort einer Lithium-Mangan-Batterie ist:

Negative Reaktion: Li → Li ++ e

Positive Elektrodenreaktion: MnO2 + Li + e → MnO2 (Li +)

Gesamtbatteriereaktion: Li + MnO2 → MnO2 (Li +)

Einfache Struktur und mehr Typen

Aufbau einer Lithiumbatterie

Die Form der Lithiumbatterie ist Münztyp, Flaschentyp, Knopftyp und Zylindertyp. Das Innere der Batterie nimmt eine spiralförmig gewickelte Struktur an, und ein sehr feines und hochpermeables Polyethylenfilm-Isolationsmaterial ist zwischen der positiven und der negativen Elektrode angeordnet. Die positive Elektrode umfasst einen Lithiumionenkollektor aus Lithium und Kobaltdioxid und einen Stromkollektor aus einem Aluminiumfilm. Die negative Elektrode besteht aus einem Lithiumionenkollektor aus einem blattartigen Kohlenstoffmaterial und einem Stromkollektor aus einem Kupferfilm. Das Innere der Batterie ist mit einer organischen Elektrolytlösung gefüllt. Sicherheitsventile und PTC-Komponenten schützen die Batterie vor Beschädigungen unter abnormalen Bedingungen und vor Kurzschlüssen.

Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau einer zylindrischen Lithiumbatterie. Die Batterie ist eine Lithiumthionylchloridbatterie.

Strukturdiagramm einer Lithium-Thionylchlorid-Batterie

Ionenbatterie ist leistungsstark

Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien

1992 öffnete Sony (SONY) erfolgreich einen Lithium-Ionen-Akku und nutzte ihn als Stromquelle für Notebooks und Mobiltelefone, um eine neue Seite chemischer Energie zu enthüllen. Lithium-Ionen-Batterien sind in flüssigen Lithium-Ionen-Batterien und Polymer-Lithium-Ionen-Batterien erhältlich. Unter diesen ist die positive Elektrode der Flüssiglithiumionenbatterie eine Lithiumverbindung LiCoO 2 oder LiMn204, und die negative Elektrode ist eine Lithium-Kohlenstoff-Interkalationsverbindung. Lithium-Ionen-Akku bietet die Vorteile einer hohen Arbeitsspannung, eines geringen Volumens, eines geringen Gewichts, einer hohen Energie, ohne Memory-Effekt, einer geringen Selbstentladung und einer langen Lebensdauer. Es ist eine ideale Energiequelle für die Entwicklung des 21. Jahrhunderts. Zusammenfassend haben Lithium-Ionen-Batterien die folgenden Eigenschaften:

1. Die Lithium-Ionen-Batterie mit hoher Energiedichte wiegt die Hälfte der Nickel-Cadmium- oder Nickel-Wasserstoff-Batterie mit der gleichen Kapazität, und das Volumen beträgt 40% bis 50% Nickel-Cadmium und 20% bis 30% Nickel-Wasserstoff.

2. Hochspannung Eine Lithium-Ionen-Batterie arbeitet mit einer Spannung von 3,7 Volt (Durchschnitt), was drei in Reihe geschalteten Nickel-Cadmium- oder Nickel-Wasserstoff-Batterien entspricht.

3. Umweltfreundliche Lithiumbatterien enthalten keine schädlichen Metallsubstanzen wie Cadmium, Blei und Quecksilber.

4. Lithiumfreie Lithium-Ionen-Batterien enthalten kein Metalllithium und unterliegen daher nicht den Beschränkungen, die durch den Lufttransport von Passagierflugzeugen mit Lithiumbatterien auferlegt werden.

5. Unter normalen Bedingungen kann der Lade- und Entladezyklus von Lithiumionen das 500-fache überschreiten.

6. Beim Schnellladen wird ein Konstantstrom- und Konstantspannungsladegerät mit einer Nennspannung von 4,2 V verwendet, um einen Lithium-Ionen-Akku in ein bis zwei Stunden vollständig aufzuladen.

7. Langlebige Lithiumbatterien müssen vollständig aufgeladen und gelagert werden und können bei 20 ° C länger als ein halbes Jahr gelagert werden.

Die Trockenbatterie ist eine Primärbatterie. Das Papier wird verworfen, wenn es einmal verwendet wird. Für die Sekundärbatterie ist die Lebensdauer ein wichtiger Indikator zur Messung der Leistung der Batterie. Die Sekundärbatterie wird einmal geladen und entladen und als Zyklus bezeichnet. Unter einem bestimmten Lade- und Entladesystem wird die Häufigkeit, mit der die Batterie geladen und entladen wird, bevor die Batteriekapazität einen bestimmten Wert erreicht, als Nutzungszyklus der Sekundärbatterie bezeichnet. Lithium-Ionen-Batterien haben hervorragende Lagereigenschaften und einen langen Zyklus. Eines der Hauptmerkmale der chemischen Stromversorgung besteht darin, dass sie bei Verwendung Strom entladen und bei Nichtgebrauch Strom speichern kann. Die sogenannte Speicherleistung für Sekundärbatterien (wiederaufladbare Batterien, sogenannte Sekundärbatterien, z. B. Bleibatterien und Lithiumbatterien. Die Batterie, die nicht aufgeladen werden kann, ist eine Primärbatterie, z. B. eine von Xiamen Battery Factory hergestellte Dreifachbatterie). . Vielversprechende Aussichten

Die Entwicklungsperspektive der Lithium-Ionen-Batterie

Lithium-Ionen-Batterien werden aufgrund ihrer einzigartigen Leistungsvorteile häufig in tragbaren Geräten wie Laptops, Camcordern und Mobilkommunikation verwendet.

Gegenwärtig wurde die entwickelte Lithium-Ionen-Batterie mit großer Kapazität in Elektrofahrzeugen getestet und wird voraussichtlich im 21. Jahrhundert die Hauptantriebskraft für Elektrofahrzeuge sein. Sie wird in der Luft- und Raumfahrt, in Satelliten- und energiespeichern weit verbreitet sein.

Zwei Bedingungen für die Entwicklung chemischer Energiequellen sind: (1) die spezifische Energiedichte der Batterie ist hoch; (2) lange Lagerzeit: Auslaufsicher und die Selbstentladungsrate ist extrem niedrig. Da Lithiumbatterien diese beiden Bedingungen haben, sind die Entwicklungsaussichten unendlich. Aufgrund der Entwicklung von Luft- und Raumfahrt, Satelliten, Laptops, Mobilkommunikation und Elektrofahrzeugen sind neue Lithiumbatterien entstanden.

Eine Top zwei ist weit verbreitet

Einzelzellen-Lithiumbatterieanwendung

Die Einzelzellen-Lithiumbatterie hat eine Spannung von 3,6 Volt, die das 3-Volt-Netzteil ersetzen kann. Daher kann nur eine Batterie die gewöhnliche Zwei-Zellen-Batterie ersetzen und kleine Haushaltsgeräte wie Radios, Computer und Digitalkameras, elektronische Uhren usw. mit Strom versorgen. Dies ist nicht nur leicht, sondern dauert auch lange benutzen.

Perspektiven für Lithiumbatterie-Elektrofahrzeuge

Mit der Entwicklung von Lithiumbatterien stehen Lithiumbatterie-Elektrofahrzeuge und Lithiumbatterie-Fahrzeuge kurz vor dem Erscheinen. Gegenwärtig sind die Elektrofahrzeuge auf der Straße mit Blei-Speicherbatterien ausgestattet, und die Lebensdauer und Anzahl der Lade- und Entladevorgänge sind weitaus geringer als bei Lithiumbatterien. Sobald eine Lithiumbatterie in ein Elektrofahrzeug eingebaut ist, übersteigt ihre Mercedes-Geschwindigkeit die eines Elektrofahrzeugs mit Bleibatterie erheblich. Und das Gewicht der Batterie kann um mehr als die Hälfte reduziert werden. Das Problem der Umweltverschmutzung durch Altbatterien ist äußerst wichtig. Für die Leistung von Elektrofahrzeugen werden beispielsweise Blei-Säure-Batterien verwendet, die aus Blei, Schwefelsäure und anderen Metallen und Kunststoffen bestehen. Der Körper ist sperrig und enthält eine große Menge Blei im Inneren. Anorganische Salze, die willkürlich freigesetzt werden, verschmutzen den Boden und die Wasserquellen ernsthaft und erzeugen Bleidampf. die Umwelt ernsthaft schädigen.

In Anbetracht dessen ist es unerlässlich, eine neue praktische, umweltfreundliche und umweltfreundliche Leistungsbatterie zu entwickeln, die Blei-Säure-Batterien ersetzt. In diesem Zusammenhang fallen Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge auf. Weil es frei von Cadmium, Blei und Quecksilber ist. Während des Gebrauchs und der Produktion werden keine Schadstoffe erzeugt, um eine gute Gesundheit zu gewährleisten. Mit Lithiumbatterien beladene Elektrofahrzeuge haben ebenfalls viele Vorteile und werden zu einem unverzichtbaren Transportmittel für die Familie. Der wichtigste Vorteil ist das geringe Gewicht. Viele Verbraucher beklagen, dass Blei-Säure-Batterien zu sperrig sind. Eine Gruppe von Batterien hat 20-30 kg, was für ältere Menschen und Kinder schwer zu tragen ist. Lithiumbatterien sind in der Regel sieben Kilogramm hoch und runter, was dem früheren 1M4 entspricht, und die Lebensdauer beträgt das 3-4-fache der von normalen Blei-Säure-Batterien. Alte Menschen und Kinder werden umziehen.

Identifizierung der Lithiumbatterie

Identifizierung von sekundären Lithiumbatterien gemäß der Norm IEC61960:

1. Das Batterielogo besteht aus 3 Buchstaben, gefolgt von 5 Ziffern (zylindrisch) oder einer Zahl (quadratisch).

2. Der erste Buchstabe gibt das negative Elektrodenmaterial der Batterie an.

3. Der zweite Buchstabe gibt das positive Elektrodenmaterial der Batterie an.

4. Der dritte Buchstabe gibt die Form der Batterie an

5. Die digitale zylindrische Batterie hat fünf Zahlen, die den Durchmesser bzw. die Höhe der Batterie darstellen.

Beispielsweise zeigt CIRI8650 an, dass das positive Elektrodenmaterial einer zylindrischen sekundären Lithiumbatterie Kobalt mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Höhe von 65 mm ist.

ICP883448 zeigt an, dass das positive Elektrodenmaterial einer quadratischen sekundären Lithiumionenbatterie Kobalt ist, das eine Dicke von 8 mm, eine Breite von 34 mm und eine Höhe von 48 mm hat.

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