Baterei litium minangka jinis baterei sing nggunakake logam litium utawa campuran litium minangka bahan elektroda negatif lan nggunakake larutan elektrolit non-air.Baterei lithium sing paling wiwitan teka saka panemu gedhe Edison.
Baterei Lithium - Baterei Lithium
baterei lithium
Baterei litium minangka jinis baterei sing nggunakake logam litium utawa campuran litium minangka bahan elektroda negatif lan nggunakake larutan elektrolit non-air.Baterei lithium sing paling wiwitan teka saka panemu gedhe Edison.
Amarga sifat kimia logam lithium aktif banget, pangolahan, panyimpenan lan aplikasi logam lithium duwe syarat lingkungan sing dhuwur banget.Mulane, baterei lithium wis ora digunakake kanggo dangu.
Kanthi pangembangan teknologi mikroelektronik ing abad kaping rong puloh, piranti miniaturisasi saya tambah saben dina, sing nyedhiyakake syarat dhuwur kanggo pasokan listrik.Baterei litium banjur mlebu tahap praktis skala gedhe.
Iki pisanan digunakake ing pacemaker jantung.Amarga tingkat self-discharge saka baterei lithium arang banget, voltase discharge tajem.Iku ndadekake iku bisa kanggo implan pacemaker ing awak manungsa kanggo dangu.
Baterei litium umume duwe voltase nominal sing luwih dhuwur tinimbang 3.0 volt lan luwih cocog kanggo pasokan listrik sirkuit terpadu.Baterei mangan dioksida akeh digunakake ing komputer, kalkulator, kamera, lan jam tangan.
Kanggo ngembangake varietas kanthi kinerja sing luwih apik, macem-macem bahan wis diteliti.Banjur nggawe produk kaya sadurunge.Contone, baterei lithium sulfur dioksida lan baterei lithium thionyl klorida banget khas.Bahan aktif sing positif uga minangka pelarut kanggo elektrolit.Struktur iki mung ana ing sistem elektrokimia non-air.Mulane, sinau babagan baterei lithium uga wis ningkatake pangembangan teori elektrokimia sistem non-air.Saliyane nggunakake macem-macem pelarut non-air, riset babagan baterei film tipis polimer uga wis ditindakake.
Ing taun 1992, Sony sukses ngembangake baterei lithium-ion.Aplikasi praktis banget nyuda bobot lan volume piranti elektronik portabel kayata ponsel lan komputer notebook.Wektu panggunaan saya tambah akeh.Amarga baterei lithium-ion ora ngemot kromium logam abot, dibandhingake karo baterei nikel-kromium, polusi lingkungan saya suda.
1. Baterei lithium-ion
Baterei lithium-ion saiki dipérang dadi rong kategori: baterei lithium-ion cair (LIBs) lan baterei lithium-ion polimer (PLBs).Antarane wong-wong mau, baterei litium ion Cairan nuduhake baterei sekunder ing senyawa interkalasi Li + minangka elektroda positif lan negatif.Elektroda positif milih senyawa lithium LiCoO2 utawa LiMn2O4, lan elektroda negatif milih senyawa interlayer lithium-karbon.Baterei litium-ion minangka daya nyopir sing cocog kanggo pangembangan ing abad kaping 21 amarga voltase operasi sing dhuwur, ukuran cilik, bobot entheng, energi dhuwur, ora ana efek memori, ora ana polusi, kurang muatan mandiri, lan siklus urip sing dawa.
2. Sajarah ringkes pangembangan baterei lithium-ion
Baterei litium lan baterei ion litium minangka baterei energi dhuwur anyar sing kasil dikembangake ing abad kaping 20.Elektroda negatif saka baterei iki lithium logam, lan elektroda positif MnO2, SOCL2, (CFx) n, etc. Iki digunakake praktis ing taun 1970-an.Amarga energi dhuwur, voltase baterei dhuwur, sawetara suhu operasi sudhut, lan urip panyimpenan dawa, iku wis digunakake digunakake ing peralatan listrik cilik militer lan sipil, kayata telpon seluler, komputer hotspot, kamera video, kamera, etc., sebagian. ngganti baterei tradisional..
3. Prospek pangembangan baterei lithium-ion
Baterei lithium-ion wis akeh digunakake ing piranti portabel kayata komputer laptop, kamera video, lan komunikasi seluler amarga kaluwihan fungsional sing unik.Baterei lithium-ion kapasitas gedhe sing dikembangake saiki wis diuji ing kendharaan listrik, lan dikira-kira bakal dadi salah sawijining sumber daya utama kanggo kendaraan listrik ing abad kaping 21, lan bakal digunakake ing satelit, aeroangkasa lan panyimpenan energi. .
4. Fungsi dhasar saka baterei
(1) Tegangan sirkuit mbukak baterei
(2) resistensi internal baterei
(3) Tegangan operasi baterei
(4) Tegangan pengisian
Tegangan pangisi daya nuduhake voltase sing ditrapake ing ujung baterei kanthi sumber daya eksternal nalika baterei sekunder diisi.Cara dhasar pangisi daya kalebu pangisi daya arus konstan lan ngisi voltase konstan.Umumé, pangisi daya saiki tetep digunakake, lan karakteristike yaiku arus pangisi daya stabil sajrone proses ngisi daya.Nalika pangisian daya maju, bahan aktif pulih, area reaksi elektroda terus dikurangi, lan polarisasi motor saya mundhak.
(5) Kapasitas baterei
Kapasitas baterei nuduhake jumlah listrik sing dipikolehi saka baterei, sing biasane ditulis dening C, lan unit kasebut biasane ditulis dening Ah utawa mAh.Kapasitas minangka tujuan penting kanggo kinerja listrik baterei.Kapasitas baterei biasane dipérang dadi kapasitas teoretis, kapasitas praktis lan kapasitas dirating.
Kapasitas baterei ditemtokake dening kapasitas elektroda.Yen kapasitas elektrods ora padha, kapasitas baterei gumantung ing elektroda karo kapasitas cilik, nanging ora ateges jumlah saka kapasitas saka elektrods positif lan negatif.
(6) Fungsi panyimpenan lan urip baterei
Salah sawijining fitur utama sumber daya kimia yaiku bisa ngeculake energi listrik nalika digunakake lan nyimpen energi listrik nalika ora digunakake.Fungsi panyimpenan sing diarani yaiku kemampuan kanggo njaga pangisian daya kanggo baterei sekunder.
Babagan baterei sekunder, umur layanan minangka parameter penting kanggo ngukur kinerja baterei.Baterei sekunder diisi lan dibuwang sapisan, diarani siklus (utawa siklus).Ing kritéria pangisi daya lan pangisi daya tartamtu, jumlah wektu ngisi daya lan mbuwang baterei sing bisa tahan sadurunge kapasitas baterei tekan nilai tartamtu diarani siklus operasi baterei sekunder.Baterei lithium-ion duwe kinerja panyimpenan sing apik lan umur siklus sing dawa.
Baterei Lithium - Fitur
A. Kapadhetan energi dhuwur
Bobot baterei lithium-ion setengah saka baterei nikel-kadmium utawa nikel-hidrogen kanthi kapasitas sing padha, lan volume yaiku 40-50% saka nikel-kadmium lan 20-30% saka baterei nikel-hidrogen. .
B. Tegangan dhuwur
Tegangan operasi saka baterei lithium-ion siji yaiku 3.7V (nilai rata-rata), sing padha karo telung baterei nikel-kadmium utawa nikel-logam hidrida sing disambungake kanthi seri.
C. Ora ana polusi
Baterei lithium-ion ora ngemot logam sing mbebayani kayata kadmium, timbal, lan merkuri.
D. Ora ngemot lithium metalik
Baterei lithium-ion ora ngemot lithium metalik lan mulane ora tundhuk karo peraturan kayata larangan nggawa baterei lithium ing pesawat penumpang.
E. urip siklus dhuwur
Ing kahanan normal, baterei lithium-ion bisa duwe luwih saka 500 siklus pangisian daya.
F. Ora ana efek memori
Efek memori nuduhake fenomena yen kapasitas baterei nikel-kadmium suda sajrone siklus ngisi daya lan mbuwang.Baterei lithium-ion ora duwe efek iki.
G. Ngisi daya cepet
Nggunakake pangisi daya voltase saiki lan konstan kanthi voltase dirating 4.2V bisa ngisi baterei lithium-ion kanthi lengkap sajrone siji nganti rong jam.
Baterei Lithium - Prinsip lan Struktur Baterei Lithium
1. Struktur lan prinsip kerja baterei ion lithium: Baterei ion lithium sing diarani minangka baterei sekunder sing kasusun saka rong senyawa sing bisa mbalikke lan deinterkalasi ion lithium minangka elektroda positif lan negatif.Wong nelpon baterei lithium-ion iki karo mekanisme unik, kang gumantung ing transfer ion lithium antarane elektroda positif lan negatif kanggo ngrampungake pangisian daya baterei lan operasi discharge, minangka "baterei kursi goyang", umum dikenal minangka "baterei lithium" .Njupuk LiCoO2 minangka conto: (1) Nalika baterei wis kebak, ion lithium deintercalated saka elektroda positif lan interkalated ing elektroda negatif, lan kosok balene nalika discharging.Iki mbutuhake elektroda ing kahanan interkalasi lithium sadurunge perakitan.Umumé, oksida logam transisi interkalasi lithium kanthi potensial luwih saka 3V relatif marang lithium lan stabil ing udara dipilih minangka elektroda positif, kayata LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiFePO4.(2) Kanggo bahan sing elektrods negatif, pilih senyawa litium intercalable sing potensial minangka cedhak potensial lithium sabisa.Contone, macem-macem bahan karbon kalebu grafit alam, grafit sintetik, serat karbon, karbon bola mesophase, lan sapiturute lan oksida logam, kalebu SnO, SnO2, Timah komposit oksida SnBxPyOz (x=0.4～0.6, y=0.6～0.4, z= (2+3x+5y)/2) lsp.
baterei lithium
2. Baterei umume kalebu: positif, negatif, elektrolit, pemisah, timbal positif, piring negatif, terminal tengah, bahan insulasi (insulator), katup safety (safetyvent), ring sealing (gasket), PTC (terminal kontrol suhu positif), kasus baterei.Umumé, wong luwih prihatin babagan elektroda positif, elektroda negatif, lan elektrolit.
baterei lithium
Perbandingan struktur baterei lithium-ion
Miturut bahan katoda sing beda, dipérang dadi lithium wesi, lithium kobalt, lithium mangan, lan liya-liyane;
Saka klasifikasi wangun, umume dipérang dadi bentuke silinder lan persegi, lan ion lithium polimer uga bisa digawe ing wangun apa wae;
Miturut macem-macem bahan elektrolit sing digunakake ing baterei lithium-ion, baterei lithium-ion bisa dipérang dadi rong kategori: baterei lithium-ion cair (LIB) lan baterei lithium-ion solid-state.PLIB) minangka jinis baterei lithium-ion solid-state.
elektrolit
Kolektor Arus Shell/Paket Barrier
Baterei lithium-ion cair Baja tahan karat cair, aluminium foil tembaga 25μPE lan foil aluminium polimer polimer lithium-ion film komposit polimer aluminium/PP koloid tanpa penghalang utawa foil tembaga tunggal μPE lan aluminium foil
Baterei Lithium - Fungsi Baterei Lithium Ion
1. Kapadhetan energi dhuwur
Dibandhingake karo baterei NI / CD utawa NI / MH saka kapasitas padha, baterei lithium-ion luwih entheng ing bobot, lan energi tartamtu volume punika 1,5 kanggo 2 kaping saka rong jinis baterei.
2. Tegangan dhuwur
Baterei lithium-ion nggunakake elektroda litium sing ngemot unsur elektronegatif banget kanggo entuk voltase terminal nganti 3.7V, yaiku kaping telu voltase baterei NI / CD utawa NI / MH.
3. Non-polusi, ramah lingkungan
4. Long siklus urip
Umur urip ngluwihi 500 kaping
5. Kapasitas mbukak dhuwur
Baterei lithium-ion bisa terus dibuwang kanthi arus gedhe, saengga baterei iki bisa digunakake ing piranti-piranti daya dhuwur kayata kamera lan komputer laptop.
6. Keamanan banget
Amarga nggunakake bahan anoda sing apik banget, masalah pertumbuhan dendrite lithium sajrone ngisi daya baterei wis diatasi, sing ningkatake keamanan baterei lithium-ion.Ing wektu sing padha, aksesoris sing bisa dibalekake khusus dipilih kanggo njamin keamanan baterei nalika digunakake.
Baterei litium - Metode pangisian daya baterei ion litium
Cara 1. Sadurunge baterei lithium-ion ninggalake pabrik, pabrikan wis nindakake perawatan aktivasi lan wis diisi, supaya baterei lithium-ion nduweni daya sisa, lan baterei lithium-ion diisi miturut periode penyesuaian.Periode pangaturan iki kudu ditindakake 3 nganti 5 kaping kanthi lengkap.Discharge.
Cara 2. Sadurunge ngisi daya, baterei lithium-ion ora perlu dibuwang khusus.Discharge sing ora bener bakal ngrusak baterei.Nalika ngisi daya, coba gunakake pangisi daya alon lan kurangi ngisi daya cepet;wektu ngirim ora ngluwihi 24 jam.Mung sawise baterei wis ngalami telung nganti limang siklus pangisian daya lan discharge lengkap, bahan kimia internal bakal "diaktifake" kanthi optimal kanggo panggunaan sing optimal.
Cara 3. Mangga gunakake pangisi daya asli utawa pangisi daya merek sing terkenal.Kanggo baterei lithium, gunakake pangisi daya khusus kanggo baterei lithium lan tindakake pandhuane.Yen ora, baterei bakal rusak utawa malah resiko.
Cara 4. Baterei sing mentas dituku yaiku ion lithium, mula 3 nganti 5 kaping pangisian daya umume diarani periode pangaturan, lan kudu diisi luwih saka 14 jam kanggo mesthekake yen aktivitas ion lithium diaktifake kanthi lengkap.Baterei lithium-ion ora duwe efek memori, nanging duwe inertness kuwat.Padha kudu diaktifake kanthi lengkap kanggo njamin kinerja sing paling apik ing aplikasi sing bakal teka.
Cara 5. Baterei lithium-ion kudu nggunakake pangisi daya khusus, yen ora, bisa uga ora tekan kahanan jenuh lan mengaruhi fungsine.Sawise ngisi daya, aja dilebokake ing pangisi daya luwih saka 12 jam, lan misahake baterei saka produk elektronik seluler yen ora digunakake kanggo dangu.
baterei Lithium - nggunakake
Kanthi pangembangan teknologi mikroelektronik ing abad kaping rong puloh, piranti miniaturisasi saya tambah saben dina, sing nyedhiyakake syarat dhuwur kanggo pasokan listrik.Baterei litium banjur mlebu tahap praktis skala gedhe.
Iki pisanan digunakake ing pacemaker jantung.Amarga tingkat self-discharge saka baterei lithium arang banget, voltase discharge tajem.Iku ndadekake iku bisa kanggo implan pacemaker ing awak manungsa kanggo dangu.
Baterei litium umume duwe voltase nominal sing luwih dhuwur tinimbang 3.0 volt lan luwih cocog kanggo pasokan listrik sirkuit terpadu.Baterei mangan dioksida akeh digunakake ing komputer, kalkulator, kamera, lan jam tangan.
Tuladha aplikasi
1. Ana akeh baterei minangka panggantos kanggo ndandani baterei: kayata sing digunakake ing komputer notebook.Sawise ndandani, ditemokake yen paket baterei iki rusak, mung baterei individu sing duwe masalah.Bisa diganti karo baterei lithium sel siji sing cocog.
2. Nggawe obor miniatur kanthi padhang dhuwur Penulis nate nggunakake baterei lithium 3.6V1.6AH siji kanthi tabung pemancar cahya super padhang putih kanggo nggawe obor miniatur, sing gampang digunakake, kompak lan apik.Lan amarga kapasitas baterei sing gedhe, bisa digunakake rata-rata setengah jam saben wengi, lan wis digunakake luwih saka rong sasi tanpa ngisi daya.
3. Alternatif sumber daya 3V
Amarga voltase baterei lithium sel siji yaiku 3.6V.Mulane, mung siji baterei lithium bisa ngganti rong baterei biasa kanggo sumber daya kanggo piranti kluwarga cilik kayata radio, walkmans, kamera, etc., kang ora mung entheng ing bobot, nanging uga tahan kanggo dangu.
Bahan anoda baterei lithium-ion - lithium titanate
Bisa digabungake karo lithium manganate, bahan ternary utawa lithium wesi fosfat lan bahan positif liyane kanggo mbentuk 2.4V utawa 1.9V lithium ion baterei secondary.Kajaba iku, uga bisa digunakake minangka elektroda positif kanggo mbentuk baterei lithium 1.5V karo lithium logam utawa lithium alloy elektroda negatif baterei secondary.
Amarga safety dhuwur, stabilitas dhuwur, umur dawa lan karakteristik ijo saka lithium titanate.Bisa diprediksi yen materi lithium titanate bakal dadi bahan elektroda negatif saka generasi anyar baterei lithium ion ing 2-3 taun lan digunakake digunakake ing kendaraan daya anyar, motor listrik lan sing mbutuhake safety dhuwur, stabilitas dhuwur lan siklus dawa.lapangan aplikasi.Tegangan operasi baterei lithium titanate yaiku 2.4V, voltase paling dhuwur yaiku 3.0V, lan arus pangisi daya nganti 2C.
Komposisi baterei lithium titanate
Elektroda positif: lithium iron phosphate, lithium manganate utawa material terner, lithium nikel manganate.
Elektroda negatif: bahan lithium titanate.
Barrier: Barrier baterei lithium saiki karo karbon minangka elektroda negatif.
Elektrolit: Lithium baterei elektrolit karo karbon minangka elektroda negatif.
Kasus baterei: Kasus baterei Lithium kanthi karbon minangka elektroda negatif.
Kaluwihan baterei lithium titanate: milih kendaraan listrik kanggo ngganti kendaraan bahan bakar minangka pilihan sing paling apik kanggo ngatasi polusi lingkungan kutha.Antarane wong-wong mau, baterei lithium-ion daya wis kepincut manungsa waé ekstensif peneliti.Kanggo nyukupi syarat kendaraan listrik kanggo baterei lithium-ion ing papan, riset lan pangembangan Bahan negatif kanthi safety dhuwur, kinerja tingkat sing apik lan umur dawa minangka titik panas lan kesulitan.
Elektroda negatif baterei lithium-ion komersial utamane nggunakake bahan karbon, nanging isih ana sawetara kekurangan ing aplikasi baterei lithium nggunakake karbon minangka elektroda negatif:
1. Lithium dendrites gampang precipitated sak overcharging, asil ing short circuit saka baterei lan mengaruhi fungsi safety saka baterei lithium;
2. Iku gampang kanggo mbentuk film SEI, asil ing daya dhisikan kurang lan daya discharge lan kapasitas irreversible gedhe;
3. Yaiku, voltase platform bahan karbon kurang (cedhak karo lithium logam), lan gampang nyebabake dekomposisi elektrolit, sing bakal nggawa risiko keamanan.
4. Ing proses penyisipan lan ekstraksi ion lithium, volume owah-owahan banget, lan stabilitas siklus kurang.
Dibandhingake karo bahan karbon, Li4Ti5012 jinis spinel nduweni kaluwihan sing signifikan:
1. Iku materi nul-galur lan nduweni kinerja sirkulasi apik;
2. Tegangan discharge stabil, lan elektrolit ora bakal rusak, ningkatake kinerja safety baterei lithium;
3. Dibandhingake karo bahan anoda karbon, lithium titanate nduweni koefisien difusi ion lithium sing dhuwur (2 * 10-8cm2 / s), lan bisa diisi lan dibuwang kanthi tingkat dhuwur.
4. Potensi lithium titanate luwih dhuwur tinimbang lithium logam murni, lan ora gampang ngasilake dendrit lithium, sing nyedhiyakake basis kanggo njamin keamanan baterei lithium.
sirkuit pangopènan
Iku kasusun saka rong transistor efek lapangan lan pangopènan khusus pemblokiran terpadu S-8232.Tabung kontrol overcharge FET2 lan tabung kontrol overdischarge FET1 disambungake ing seri menyang sirkuit, lan voltase baterei dipantau lan dikontrol dening IC pangopènan.Nalika voltase baterei mundhak dadi 4.2V, tabung pangopènan overcharge FET1 dipateni, lan pangisi daya bakal mandheg.Kanggo ngindhari malfungsi, kapasitor tundha umume ditambahake ing sirkuit njaba.Nalika baterei wis kosong, voltase baterei mudhun dadi 2,55.
Wektu kirim: Mar-30-2023