¿Qué factores afectan el rendimiento del ciclo de las baterías de polímero de litio?

Entre todos los avances en la tecnología de baterías que utilizamos hoy en día, el polímero de litio es uno de los mejores gracias a sus amplias aplicaciones y su rendimiento confiable. La tecnología de batería de polímero de litio resuelve varios problemas que teníamos con las tecnologías de batería anteriores, pero para una mejor aplicación y estabilidad, un rendimiento de ciclo confiable es esencial.

Aunque estas baterías ya funcionan extremadamente bien, existen algunos factores que pueden afectar el rendimiento del ciclo y que pueden afectar la longevidad y eficacia de estas baterías. Entonces, en este artículo, resaltaremos algunos factores que pueden afectar el rendimiento del ciclo de la batería de polímero de litio.

Materia prima

No sólo se aplica a la tecnología de baterías de polímero de litio, sino que la calidad de la materia prima puede afectar el rendimiento y la vida útil de cualquier tecnología de batería. Esto se debe a que existen múltiples materias primas utilizadas en la composición de una batería, y cada una tiene una función diferente, como se explica a continuación.

Calidad de los polímeros de litio

Empezando por la calidad de los polímeros de litio. Esta cualidad es fundamental para determinar tanto las capacidades de alto rendimiento de su batería como su longevidad. Optar por una alta calidad garantizará que aumente la conductividad iónica de los electrolitos, pero también aumentará la clasificación de seguridad de la batería, ya que se reducen las posibilidades de que se produzca cualquier desastre no deseado debido a la batería. Esto se debe a que la pureza aumenta la resistencia de la batería a condiciones extremas.

Elecciones de materiales de cátodo y ánodo.

Los materiales del cátodo y del ánodo juegan un papel importante en el funcionamiento de la batería. Se debe a que estos conectan la carga externa con los componentes internos de la batería. El material puede afectar el rendimiento del ciclo de las baterías de polímero de litio con los siguientes factores:

Densidad de energia

Estabilidad térmica

Costo

Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

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Al seleccionar estos materiales, las principales cualidades a buscar son el rendimiento y la seguridad para garantizar que estas baterías puedan ser ampliamente aplicables.

Composición de electrolitos en la batería.

Las baterías de polímero de litio no pueden funcionar sin un electrolito. El electrolito funciona como un puente para el flujo de electrones entre los materiales positivos y negativos. Esto significa que si la composición del electrolito no es de la mejor calidad, el rendimiento, la capacidad para almacenar energía y la longevidad, todas las cualidades de la batería se verán degradadas.

Compactación de electrodos positivos y negativos

La compactación de electrodos es una de las innovaciones de la tecnología de baterías de polímero de litio y debe ser extremadamente precisa. Esto se debe a que puede mejorar la eficiencia de su batería de múltiples maneras, incluida la densidad de energía y la gestión térmica cuando la batería está operativa.

Impacto de la compactación en la densidad energética

La densidad de energía, en palabras más sencillas, es la cantidad de energía que una batería puede almacenar con respecto a su volumen total. La compactación de los electrodos juega un papel muy importante en este caso, ya que una compactación más estrecha significa que la batería puede almacenar más energía, lo que aumenta su densidad energética. Es un factor clave para aplicaciones que requieren baterías compactas y livianas pero que requieren una potencia razonable con un buen flujo de electrones.

Sin embargo, la compactación debe realizarse manteniendo el equilibrio, ya que exagerar puede convertirse en un obstáculo para el rendimiento.

Impacto en la gestión térmica de la batería

La mayoría de las aplicaciones de baterías actuales requieren que las baterías proporcionen mucha energía en muy poco tiempo y eso puede producir calor. Por eso la gestión térmica es importante, ya que mantiene el funcionamiento de la batería de forma segura y fiable. La compactación del electrodo determina la eficiencia con la que el electrodo eliminará el calor de la celda de la batería, lo que hará que su funcionamiento sea más seguro. Además de la compactación, aquí también tiene gran importancia la conductividad térmica del material del electrodo.

Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

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Importancia de la consistencia en la compactación de electrodos

La consistencia de la compactación del electrodo indica qué tan uniforme será el funcionamiento de la batería a lo largo de su vida útil en diferentes circunstancias y cuánto durará. Cuando la compactación de los electrodos se realiza de manera uniforme manteniendo los estándares industriales, cada celda recibe la misma tensión durante el funcionamiento, y esta distribución uniforme de la tensión protege la batería de una degradación prematura excesiva.

Contenido de agua

Por lo general, el agua no forma parte de las baterías de polímero de litio, ya que normalmente no vienen con un electrolito líquido como las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, si encuentra agua dentro de la batería, tendrá una buena cantidad de impacto en el rendimiento del ciclo de la batería de múltiples maneras, como se explica a continuación:

Impacto del contenido de agua en la estabilidad de los electrolitos

La primera forma en que el contenido de agua en su batería de polímero de litio afectará negativamente el rendimiento del ciclo de la batería es al hacer que el electrolito sea inestable. Incluso si hay una pequeña cantidad de agua en el electrolito, puede hacer que el flujo de electrones a través del electrolito sea menos efectivo y eso puede generar presión sobre la celda. Esa presión a menudo provoca la producción de gas en la batería, lo que la hace menos segura estructuralmente. Por lo tanto, no sólo disminuye el rendimiento, sino que también aumenta los problemas de seguridad.

Impacto en la degradación y corrosión de los electrodos.

El contenido de agua alrededor de las celdas de la batería, especialmente en la región de los electrodos, puede causar problemas importantes como degradación y corrosión. Suele ocurrir en el ánodo, ya que las moléculas de agua provocan reacciones secundarias no deseadas en él. Cuando se forma corrosión, la conexión entre la celda de la batería y la carga se vuelve ineficiente. Esta corrosión no se detiene aquí, ya que constantemente corroe el material del electrodo, perjudicando el rendimiento y la longevidad de la batería.

Otras preocupaciones de seguridad y longevidad

Además del impacto del contenido de agua en los electrodos y electrolitos, existen otras preocupaciones en lo que respecta a la seguridad y la longevidad. Por ejemplo, el agua puede provocar cortocircuitos internos en la batería. También puede provocar corrosión en el interior de la celda de la batería o en algún punto de conexión aparte del electrodo que poco a poco irá provocando la degradación de esa pieza.

Conclusión

Aunque las baterías de polímero de litio se encuentran entre las más confiables y aplicables en diferentes circunstancias, todavía hay varios factores que, si se ignoran, afectarán gravemente el rendimiento del ciclo de estas baterías. Estos factores comienzan con las materias primas utilizadas para fabricar la batería e incluyen los principios de uso de la batería. Al revelar estos factores, su impacto y sus detalles, podemos ser más conscientes de cómo podemos salvar nuestras baterías de polímero de litio cambiando su diseño o prácticas de uso.