Įvadas į pagrindines ličio akumuliatorių elementų žinias

1, ličio akumuliatorių ląstelių sudėtis

1. Teigiama elektrodų medžiaga: Ličio junginiai, tokie kaip ličio kobalto oksidas (Licoo ₂), ličio mangano oksidas (Limn ₂ O ₄), ličio geležies fosfatas (LIFEPO ₄) ir trišalės medžiagos (Linixcoymnzo ₂). Skirtingos teigiamos elektrodų medžiagos pasižymi skirtingomis našumo charakteristikomis. Pavyzdžiui, ličio kobalto oksidas turi didelį energijos tankį, tačiau santykinai mažą saugumą, tuo tarpu ličio geležies fosfatas turi aukštą saugumą ir ilgą gyvenimo trukmę, tačiau santykinai mažą energijos tankį.

2. Neigiama elektrodų medžiaga: Paprastai pagamintos iš anglies medžiagų, tokių kaip grafitas, jo funkcija yra ličio jonai laikyti įkrovimo metu ir išlaisvinti ličio jonus. Neigiamos elektrodo medžiagos taip pat apima tarpines fazės anglies mikrosferas, ličio titanatą ir kt.

3. Diafragma: porėta polimero plėvelė, skirta atskirti teigiamus ir neigiamus elektrodus, užkirsti kelią trumpoms jungtims ir leisti praeiti ličio jonams. Diafragmos medžiaga paprastai yra poliolefino porėta membrana.

4. Elektrolitas: daugiausia sudarytas iš ličio druskų (tokių kaip ličio heksafluorofosfato LIPF ₆) ir organiniai tirpikliai, atsakingi už ličio jonų laidumą tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų. Elektrolitas gali būti skystas arba gelis.

5. Korpusas: Akumuliatoriaus apvalkalas gali būti pagamintas iš plieno, aliuminio, nikelio padengtos geležies arba aliuminio plastinės plėvelės. Korpuse taip pat yra akumuliatoriaus dangtelis, kuris yra teigiamų ir neigiamų elektrodų lizdas.

 

2, ličio akumuliatorių elementų darbo principas

Įkrovimo metu ličio jonai išsiskiria iš teigiamos elektrodų medžiagos, praeina per elektrolitą per separatorių ir įterpiami į neigiamą elektrodo medžiagą; Išleidimo metu ličio jonai išsiskiria iš neigiamos elektrodų medžiagos, praeina per elektrolitą per separatorių ir grįžta prie teigiamos elektrodų medžiagos, sukuriančios srovę šiame procese.

 

3, ličio akumuliatorių ląstelių klasifikavimas

 

1. Klasifikuojama pagal išvaizdą: kvadratinė ličio baterija, cilindrinė ličio baterija, minkštos pakuotės ličio akumuliatorius;

2. Klasifikuojamos iš užsakomosios medžiagos: aliuminio apvalkalo ličio baterijos, plieninės apvalkalo ličio baterijos ir minkštų pakuočių baterijos;

3. Klasifikuojama teigiama elektrodų medžiaga: ličio kobalto oksidas (LiCoo2), ličio mangano oksidas (Limn2O4), trišakis ličio (LinixcoyMnzo2), ličio geležies fosfatas (LIFEPO4);

4. Klasifikuojami elektrolitų būsena: ličio jonų baterijos (LIB) ir polimerų baterijos (PLB);

5. Klasifikuojama pagal tikslą: įprastos baterijos ir galios baterijos.

6. Klasifikuojama pagal našumo charakteristikas: didelės talpos baterijos, didelės greičio baterijos, aukštos temperatūros baterijos, žemos temperatūros baterijos ir kt.

 

4, ličio akumuliatorių elementų charakteristikos

1. Didelio energijos tankis: ličio akumuliatoriaus elementai gali kaupti daugiau energijos, leisdamos ličio baterijoms turėti didesnę energijos išėjimą nei kitų rūšių akumuliatoriai, esant to paties tūrio ar svorio.

2. Ilgas ciklo tarnavimo laikas: po kelių įkrovos ir išleidimo ciklų jis vis tiek gali išlaikyti gerą našumą, paprastai pasiekdamas šimtus ar net tūkstančius ciklų.

3. Žemas savęs išleidimo greitis: kai nenaudojama, savaiminio iškrovos greitis yra lėtas ir ilgą laiką gali išlaikyti galią.

4. Aplinkos apsauga: joje nėra sunkiųjų metalų, tokių kaip gyvsidabris ir kadmis, ir yra palyginti ekologiška.

 

5, bendrų terminų paaiškinimas

1. Pajėgumas

Nurodo elektros energijos kiekį, kurį galima gauti iš ličio tam tikromis baterijomis. Akumuliatoriaus talpos formulė yra Q=i * t, matuojama kulnais. Akumuliatoriaus talpos vienetas nurodomas kaip AH („Ampere Hour“) arba MAH („Milliampere Hour“), o tai reiškia, kad 1AH akumuliatorius gali būti išleidžiamas 1 valandą su 1A srove, kai jis yra visiškai įkrautas.

Anksčiau „Nokia“ senų telefonų (pvz., BL -5 c) akumuliatorius paprastai buvo 500mAh. Šiais laikais išmaniųjų telefonų baterija yra 800-1900 mah, elektriniai dviračiai paprastai yra 10-20}, o elektromobiliai paprastai yra 20-200} ah.

2. Įkrovos greitis/iškrovos norma

Tai parodo srovės kiekį, naudojamą įkrovimui ir iškrovimui, paprastai apskaičiuojamą kaip akumuliatoriaus nominalios talpos, paprastai vadinamos keliais laipsniais Celsijaus, daugybe. Akumuliatoriui, kurio talpa 15 0 0mAh, 1C nurodoma kaip 1500mAh. Jei jis išleidžiamas 2c, jis yra išleidžiamas su 3000 mA srove, o įkraunama ir išleidžiama 0,1 ° C temperatūroje, jis apmokestinamas ir išleidžiamas su srove 150 mA.

3. Įtampa (OCV: atviros grandinės įtampa)

Akumuliatoriaus įtampa paprastai nurodo ličio akumuliatoriaus nominalią įtampą (dar vadinamą vardine įtampa). Įprastos ličio akumuliatoriaus nominalioji įtampa paprastai yra 3,7 V, o mes taip pat vadiname jo įtampos plokščiakalnį kaip 3,7 V.

Kai akumuliatoriaus talpa yra 20 ~ 80%, įtampa koncentruojama maždaug 3,7 V (3,6 ~ 3,9 V), o jei talpa yra per didelė ar per maža, įtampa labai pasikeičia.

4. Energija/galia

Energija (E), kurią akumuliatorius gali išsiskirti, kai išleidžiama į tam tikrą standartą, matuojama WH (vatės valandomis) arba kWh (kilovatės valandos), su 1kWh =1 kWh.

E=u*i*t, jis taip pat yra lygus akumuliatoriaus įtampos padauginimui iš akumuliatoriaus talpos

Galios formulė yra p=u*i=e/t, nurodo energijos kiekį, kurį galima išleisti per laiko vienetą. Įrenginys yra w (vatai) arba kw (kilovats). Akumuliatoriaus, kurio talpa 1500mAh, nominalioji įtampa paprastai yra 3,7 V, tai yra 5,55Wh energija.

5. Pasipriešinimas

Dėl to, kad įkrovimas ir išmetimas negali būti lygiavertis idealiam galios šaltiniui, yra tam tikras vidinis pasipriešinimas. Vidinis pasipriešinimas, žinoma, sunaudoja energiją, kuo mažesnis vidinis pasipriešinimas, tuo geriau.

Vidinio akumuliatoriaus pasipriešinimo vienetas yra „Milliohms“ (M Ω).

Vidinį tipinio akumuliatoriaus pasipriešinimą sudaro Ohminis pasipriešinimas ir atsparumas poliarizacijai, o vidinio pasipriešinimo dydžiui įtakos turi akumuliatoriaus medžiaga, gamybos procesas ir struktūra.

6. Ciklo gyvenimas

Įkrauti ir išleisti akumuliatorių kadaise vadinamas ciklu, o ciklo tarnavimo laikas yra svarbus rodiklis, norint išmatuoti akumuliatoriaus veikimo veikimą.

IEC standarte numato, kad mobiliojo telefono ličio baterijos turėtų būti išleidžiamos iš {{0}}}. 2C iki 3,0 V ir įkraunami nuo 1C iki 4,2 V. Po 500 ciklų akumuliatoriaus talpa turėtų būti išlaikyta esant 60% ar daugiau pradinės talpos. T. y., Ličio baterijų ciklo tarnavimo laikas yra 500 kartų.

Remiantis nacionaliniu standartu, po 300 kartų ciklo, pajėgumas turėtų būti išlaikytas 70% pradinio pajėgumo. Jei akumuliatoriaus talpa yra mažesnė nei 60% pradinės talpos, paprastai laikoma, kad ji yra laužyta.

7. Išmetimo gylis (DOD)

Apibrėžiamas kaip akumuliatoriaus išleistos talpos procentinė dalis iki vardinės talpos.

Kuo gilesnis ličio baterijų išleidimo gylis, tuo trumpesnis akumuliatoriaus veikimas.

8. Nupjaukite įtampą

Nutraukimo įtampa padalinta į įkrovimo nutraukimo įtampą ir iškrovimo nutraukimo įtampą, o tai reiškia įtampą, kurioje akumuliatorius negali toliau įkrauti ar išleisti. Toliau įkraunant ar išleidžiant galutinio įtampos įtampą, tai daro didelę įtaką akumuliatoriaus eksploatavimo laikotarpiui.

Ličio baterijų įkrovimo nutraukimo įtampa paprastai yra 4,2 V, o iškrovimo nutraukimo įtampa yra 3. 0} v.

Gilus ličio baterijų įkrovimas ar iškrovimas už galūnės įtampos yra griežtai draudžiamas.

9. Savarankiško iškrovos norma

Straipsnio metu mažėja akumuliatoriaus talpa, išreikšta procentine dalimi, kai padidėja talpa per laiko vienetą.

Tipiškos ličio akumuliatoriaus savarankiško iškrovos greitis yra nuo 2% iki 9% per mėnesį.

10. SOC (mokesčio būsena)

Likusios akumuliatoriaus galios procentinė dalis nurodo bendrą galios kiekį, kurį galima išleisti, pradedant nuo 0 iki 100%. Atspindi likusį akumuliatoriaus lygį.

 

6, baterijų įvardijimo konvencija

Skirtingi gamintojai turi skirtingas įvardijimo konvencijas, tačiau visos universalios baterijos laikosi vieningo standarto, o akumuliatoriaus dydį galima nustatyti pagal jo pavadinimą.

Remiantis IEC 61960, cilindrinių ir kvadratinių baterijų taisyklės yra šios:

1. Cilindrinė baterija

3 raidės, po kurių seka 5 skaičiai.

Trys raidės, pirmoji raidė parodo neigiamą elektrodo medžiagą, aš parodau įmontuotų ličio jonų buvimą, o L žymi ličio metalo arba ličio lydinio elektrodą; Antroji raidė žymi teigiamą elektrodų medžiagą, C žymi kobaltą, n žymi nikelį, M žymi manganą, o V žymi vanadį; Trečioji raidė R žymi cilindrinę formą.

5 skaitmenys, pirmieji 2 skaitmenys žymi skersmenį, o paskutiniai 3 skaitmenys žymi aukštį, visi - milimetrais.

2. Kvadratinė baterija

3 raidės, po kurių seka 6 skaičiai.

Trys raidės, pirmoji raidė parodo neigiamą elektrodo medžiagą, aš parodau įmontuotų ličio jonų buvimą, o L žymi ličio metalo arba ličio lydinio elektrodą; Antroji raidė žymi teigiamą elektrodų medžiagą, C žymi kobaltą, n žymi nikelį, M žymi manganą, o V žymi vanadį; Trečioji raidė P žymi kvadratą.

6 skaitmenys, pirmieji 2 skaitmenys žymi storią, viduriniai 2 skaitmenys žymi plotį, o paskutiniai 2 skaitmenys žymi aukštį (ilgį), visi - milimetrais.

Pavyzdžiui, ICR 18650 yra universali cilindrinė baterija, kurios skersmuo yra 18 mm, o aukštis - 65 mm; ICP 053353 yra kvadratinė baterija, kurios storis yra 5 mm, plotis 33 mm, o aukštis (ilgis) - 53 mm.