Resumen de conocimientos básicos sobre baterías de iones de litio

El material del electrodo positivo de la batería de iones de litio es óxido de cobalto de litio y el material del electrodo negativo es material de carbono. El ión de litio generado por el electrodo positivo en el material de carbono negativo se incrusta y se mueve hacia afuera para realizar el proceso de carga y descarga de la batería. Para distinguirla de la batería de litio en el sentido convencional, se denomina batería de iones de litio.

Amplio uso de baterías de iones de litio

El propósito del desarrollo de la alta tecnología es hacer que sirva mejor a la humanidad. Desde su creación en 1990, las baterías de iones de litio se han desarrollado rápidamente debido a su rendimiento superior y se utilizan ampliamente en la sociedad. Las baterías de iones de litio ocupan rápidamente muchos campos con las ventajas incomparables de otras baterías, como teléfonos móviles, computadoras portátiles, cámaras pequeñas, etc., que son bien conocidas, y cada vez más países utilizan la batería con fines militares. Las aplicaciones han demostrado que las baterías de iones de litio son una pequeña fuente de energía verde ideal.

Los principales componentes de las baterías de iones de litio.

(1) Tapa de la batería

(2) El electrodo positivo ---- el material activo es óxido de cobalto de litio

(3) Separador ---- una membrana compuesta especial

(4) Electrodo negativo ---- el material activo es carbono

(5) Electrolito orgánico

(6) Caja de batería

Rendimiento superior de las baterías de iones de litio

Las ventajas de las baterías de iones de litio que solemos decir son para las baterías tradicionales de níquel-cadmio (Ni / Cd) y las baterías de níquel-hidrógeno (Ni / MH). Entonces, ¿dónde está la batería de iones de litio?

(1) Alto voltaje de funcionamiento

(2) Más grande que la energía

(3) ciclo de vida largo

(4) Baja tasa de autodescarga

(5) Sin efecto memoria

(6) Sin contaminación

La siguiente es una comparación del rendimiento de las baterías de níquel-cadmio, níquel-hidruro metálico e iones de litio:

Parámetros técnicos batería de níquel-cadmio batería de níquel-hidrógeno batería de iones de litio

Voltaje de trabajo (V) 1.21.23.6

Relación de peso energía (Wh / Kg) 5065105-140

Energía específica de volumen (Wh / l) 150200300

Vida de carga y descarga (veces) 5005001000

Tasa de autodescarga (% / mes) 25-3030-356-9

Si hay un efecto memoria

Si hay contaminación o no

(Nota: la tasa de carga es 1C)

Cómo funcionan las baterías de iones de litio

Como todos sabemos, el material del electrodo positivo de una batería de iones de litio es óxido de cobalto de litio y el electrodo negativo es carbono.

El principio de funcionamiento de la batería de iones de litio se refiere a su principio de carga y descarga. Cuando la batería está cargada, se generan iones de litio en el electrodo positivo de la batería y los iones de litio generados se mueven al electrodo negativo a través del electrolito. El carbono como electrodo negativo tiene una estructura en capas y tiene muchos microporos. Los iones de litio que llegan al electrodo negativo están incrustados en los microporos de la capa de carbono, y cuantos más iones de litio estén incrustados, mayor será la capacidad de carga.

De la misma manera, cuando la batería se descarga (es decir, el proceso en el que usamos la batería), los iones de litio incrustados en la capa de carbono del electrodo negativo salen y regresan al electrodo positivo. Cuantos más iones de litio regresen al electrodo positivo, mayor será la capacidad de descarga. Lo que solemos llamar capacidad de la batería se refiere a la capacidad de descarga.

No es difícil ver que durante el proceso de carga y descarga de una batería de iones de litio, los iones de litio están en un estado de movimiento desde un electrodo positivo a un electrodo negativo a un electrodo positivo. Si comparamos la batería de iones de litio con una mecedora, los dos extremos de la mecedora son los dos polos de la batería, y el ión de litio es como un excelente deportista, corriendo de un lado a otro en ambos extremos de la mecedora. Por lo tanto, los expertos le dieron a la batería de iones de litio un lindo nombre como batería de mecedora.

Proceso de ensamblaje de la batería de iones de litio

La tecnología de proceso de las baterías de iones de litio es muy estricta y complicada. Estos son solo algunos de los procesos principales.

(1) Despulpado

Los materiales activos positivos y negativos en polvo se mezclan con un disolvente especial y un aglutinante, y se agitan a alta velocidad para formar una suspensión de materiales positivos y negativos.

(2) Película de revestimiento

La suspensión preparada se revistió uniformemente sobre la superficie de la hoja de metal y se secó para preparar láminas de electrodos positivos y negativos, respectivamente.

(3) Montaje

De acuerdo con la hoja de electrodo positivo - separador - hoja de electrodo negativo - el separador se coloca en el orden de arriba a abajo, y el núcleo de la batería se enrolla y luego se inyecta el electrolito en el proceso de sellado para completar el ensamblaje de la batería.

(4) Formación química

Pruebe la carga y descarga de la batería terminada con un dispositivo de carga y descarga de batería dedicado, pruebe cada batería y filtre las baterías terminadas calificadas que se enviarán.

Funciones de seguridad de las baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio se han utilizado ampliamente en la vida diaria de las personas, por lo que su desempeño de seguridad definitivamente debería ser el primer indicador de las baterías de iones de litio. Para los indicadores de evaluación del desempeño de seguridad de las baterías de iones de litio, se han establecido estándares muy estrictos a nivel internacional. Una batería de iones de litio calificada debe cumplir las siguientes condiciones en términos de desempeño de seguridad.

(1) Cortocircuito: sin fuego, sin explosión

(2) Sobrecarga: sin fuego, sin explosión

(3) Prueba de caja caliente: sin fuego, sin explosión (temperatura constante de 150 ° C 10 min)

(4) Acupuntura: sin explosión (penetrar la batería con un clavo de Ф3 mm)

(5) Impacto plano: sin fuego, sin explosión (10 kg de peso desde 1 M de altura hasta la batería)

(6) Incineración: sin explosión (batería de barbacoa con llama de gas)

¿Cómo se realiza la característica de seguridad de las baterías de iones de litio?

Con el fin de garantizar el uso seguro y confiable de las baterías de iones de litio, los expertos han llevado a cabo un diseño de seguridad de la batería muy estricto y completo para lograr los indicadores de evaluación de la seguridad de la batería.

(1) Diafragma 135 ° C protección de apagado automático

Adopte la película compuesta internacional avanzada celgard 2300PE-PP-PE de tres capas. Cuando la temperatura de la batería aumenta a 120 ° C, los orificios de la película de PE en ambos lados de la película compuesta se cierran, la resistencia interna de la batería aumenta y el aumento de temperatura interna de la batería se ralentiza. Cuando la temperatura de la batería sube a 135 ° C, el orificio de la película de PP se cierra, el circuito interno de la batería está roto y la batería ya no se usa. Caliente para asegurarse de que la batería sea segura y confiable.

(2) Adición de aditivos al electrohidráulico

Bajo la condición de que la batería esté sobrecargada y el voltaje de la batería sea superior a 4.2v, el aditivo electrohidráulico se polimeriza con otras sustancias en el electrohidráulico, la resistencia interna de la batería aumenta y se genera un circuito de área grande. formado dentro de la batería, y la batería ya no se calienta.

(3) La batería cubre la estructura compuesta

La tapa de la batería adopta una estructura a prueba de explosiones. Cuando la batería se calienta, parte del gas generado durante el proceso de activación de la batería se expande, la presión interna de la batería aumenta y la presión alcanza un cierto grado de agrietamiento y desinflado.

(4) Varias pruebas de abuso ambiental

Realice varias pruebas de abuso, como cortocircuito externo, sobrecarga, acupuntura, impacto de placa, incineración, etc., para examinar el rendimiento de seguridad de la batería. Al mismo tiempo, la batería se somete a pruebas de choque de temperatura y pruebas mecánicas como vibración, caída e impacto, y se investiga el rendimiento de la batería en el entorno de uso real.

La batería de iones de litio es un nuevo tipo de batería verde

"Cuidar el medio ambiente y proteger la tierra" es nuestra responsabilidad ineludible. ¿Cómo reflejar nuestra filosofía medioambiental en acción?

Como consumidor de baterías, debe comprar y utilizar nuevas baterías ecológicas; Como fabricante de baterías, debe producir nuevas baterías ecológicas. Solo a través de los esfuerzos conjuntos de todos podemos crear y proteger nuestro bello y armonioso entorno natural.

La nueva batería verde se refiere a una clase de baterías de alto rendimiento libres de contaminación que se han puesto en uso o se están desarrollando en los últimos años. Las baterías de iones de litio, las baterías de níquel de hidruro metálico y las baterías alcalinas de zinc-manganeso sin mercurio que se utilizan ampliamente en la actualidad, y las baterías de plástico de litio o de iones de litio, celdas de combustible y supercondensadores de almacenamiento de energía electroquímica que se están desarrollando son todos nuevos tipos de baterías verdes. Además, las células solares (también conocidas como generación de energía fotovoltaica) que utilizan energía solar para la conversión fotoeléctrica, que se utilizan ampliamente en la actualidad, pertenecen a esta categoría.

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