Principio de funcionamiento de la batería de litio y proceso de montaje.

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 la batería de iones de litio, el ión de litio se encuentra en un estado de movimiento desde el electrodo positivo hasta el electrodo negativo y el 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.

Montaje:

De acuerdo con la hoja de electrodo positivo, la hoja de electrodo separador-negativo, el separador se coloca en el orden de arriba a abajo, y el núcleo del núcleo de la batería se enrolla, y luego se inyecta el electrolito, se completa el proceso de sellado, es decir , se completa el proceso de ensamblaje de la batería y se termina el producto terminado. batería.

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.

La batería de iones de litio utiliza un material de carbono como electrodo negativo y un compuesto que contiene litio como electrodo positivo, y no existe metal de litio, solo iones de litio. Una batería de iones de litio es un término general para una batería en la que se utiliza un compuesto de intercalación de iones de litio como material de electrodo positivo. El proceso de carga y descarga de una batería de iones de litio es un proceso de intercalación y desintercalación de iones de litio. En el proceso de intercalación y desintercalación de iones de litio, inserción y desintercalación concomitante de electrones equivalentes con iones de litio (comúnmente denominada incrustación o desintercalación del electrodo positivo e inserción o desintercalación del electrodo negativo). Durante la carga y descarga, los iones de litio se intercalan / desintercalan y se insertan / desintercalan entre los electrodos positivo y negativo, y se denominan acertadamente "baterías de mecedora".

Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía y un alto voltaje de salida promedio. La autodescarga es pequeña, menos del 10% por mes. No hay efecto memoria. El rango de temperatura de funcionamiento es de -20 ° C ~ 60 ° C de ancho. Excelente rendimiento de ciclo, carga y descarga rápidas, eficiencia de carga de hasta el 100% y alta potencia de salida. duradero. Sin contaminación ambiental, se llama batería verde.

Mecanismo de acción

Las baterías de iones de litio utilizan un material de carbono como electrodo negativo y un compuesto que contiene litio como electrodo positivo. No hay litio metálico, solo iones de litio. Esta es una batería de iones de litio. Una batería de iones de litio es un término general para una batería en la que se utiliza un compuesto de intercalación de iones de litio como material de electrodo positivo. El proceso de carga y descarga de una batería de iones de litio es un proceso de intercalación y desintercalación de iones de litio. En el proceso de intercalación y desintercalación de iones de litio, inserción y desintercalación concomitante de electrones equivalentes con iones de litio (comúnmente denominada incrustación o desintercalación del electrodo positivo e inserción o desintercalación del electrodo negativo). Durante la carga y descarga, los iones de litio se intercalan / desintercalan y se insertan / desintercalan entre los electrodos positivo y negativo, y se denominan acertadamente "baterías de mecedora".

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 manera similar, 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.

Generalmente, la corriente de carga de una batería de litio se establece entre 0,2 grados Celsius y 1 c. Cuanto mayor sea la corriente, más rápida será la carga y mayor será el calor de la batería. Además, con una carga de corriente excesiva, la capacidad no está llena, porque la reacción electroquímica dentro de la batería lleva tiempo. Al igual que al verter cerveza, si es demasiado rápido, producirá burbujas, pero no se llenará.

Precauciones de uso (descarga)

Para las baterías, el uso normal es el proceso de descarga. Es necesario prestar atención a la descarga de la batería de litio:

Primero, una corriente de descarga no debe ser demasiado grande. La corriente excesiva genera calor dentro de la batería, lo que puede causar daños permanentes. En el teléfono móvil, esto no es un problema, no puedes considerarlo. Cuanto mayor sea la corriente de descarga de la batería, menor será la capacidad de descarga y más rápida será la caída de voltaje.

En segundo lugar, ¡no debe descargarse en exceso! El almacenamiento interno de energía eléctrica en una batería de litio se logra mediante un cambio químico reversible en la electroquímica. Una descarga excesiva puede causar reacciones irreversibles de este cambio químico, por lo que las baterías de litio son las que más temen a una descarga excesiva. Un voltaje de descarga por debajo de 2,7 V puede hacer que la batería se deseche. Afortunadamente, el interior de la batería del teléfono móvil se ha instalado con un circuito de protección, el voltaje no es lo suficientemente bajo como para dañar la batería, el circuito de protección funcionará y dejará de descargarse.

La "batería de litio" es un tipo de batería que utiliza metal de litio o aleación de litio como material de electrodo negativo y utiliza una solución de electrolito no acuosa. La batería de metal de litio en 1912 fue propuesta y estudiada por primera vez por Gilbert N. Lewis. En la década de 1970, MSWhittingham propuso e inició una investigación sobre baterías de iones de litio. Debido a las propiedades químicas muy activas del metal de litio, el procesamiento, almacenamiento, uso y requisitos ambientales del metal de litio son muy altos, por lo que las baterías de litio no se han utilizado durante mucho tiempo. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las baterías de litio se han convertido en la corriente principal.

Las baterías de litio se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: baterías de metal de litio y baterías de iones de litio. Las baterías de iones de litio no contienen litio metálico y son recargables. La batería de litio-metal de quinta generación para baterías recargables nació en 1996. Su seguridad, capacidad específica, tasa de autodescarga y relación rendimiento-precio son superiores a las de las baterías de iones de litio. Debido a sus propios altos requisitos técnicos, solo unas pocas empresas en el país están produciendo tales baterías de metal de litio.

En la década de 1970, MS Whittingham de Exxon utilizó sulfuro de titanio como material de electrodo positivo y metal de litio como material de electrodo negativo para fabricar la primera batería de litio.

En 1980, J. Goodenough descubrió que el cobaltato de litio se puede utilizar como material de electrodo positivo para baterías de iones de litio.

En 1982, RR Agarwal y JR Selman del Instituto de Tecnología de Illinois descubrieron que los iones de litio tienen la propiedad de estar incrustados en el grafito, que es rápido y reversible. Al mismo tiempo, la batería de litio hecha de metal de litio ha atraído mucha atención, por lo que la gente intentó hacer una batería recargable utilizando las características del grafito incrustado de iones de litio. Bell Labs produjo con éxito el primer electrodo de grafito de iones de litio disponible.

En 1983, M. Thackeray, J. Goodenough et al. encontró que la espinela de manganeso es un excelente material de electrodo positivo con bajo precio, estabilidad y excelente conductividad eléctrica y propiedades conductoras de litio. La temperatura de descomposición es alta y la oxidación es mucho más baja que la del cobaltato de litio. Incluso si se produce un cortocircuito, la electricidad sobrecargada puede evitar el peligro de quemaduras y explosiones.

En 1989, A. Manthiram y J. Goodenough descubrieron que un electrodo positivo con un anión polimérico produciría un voltaje más alto.

En 1991, Sony lanzó la primera batería comercial de iones de litio. Posteriormente, las baterías de iones de litio revolucionaron la cara de la electrónica de consumo.

En 1996, Padhi y el prólogo descubrieron que los fosfatos con estructura de olivina, como el fosfato de hierro y litio (fosfato de hierro y litio), son superiores a los materiales de electrodos positivos tradicionales y, por lo tanto, se han convertido en los principales materiales de cátodos.

Con el uso generalizado de productos digitales como teléfonos móviles, computadoras portátiles, etc., las baterías de iones de litio se han utilizado ampliamente en dichos productos con un rendimiento excelente y se están desarrollando gradualmente en otras aplicaciones de productos. En 1998, el Tianjin Power Research Institute inició la producción comercial de baterías de iones de litio. Habitualmente, la gente también llama a las baterías de iones de litio baterías de litio, pero estas dos baterías no son lo mismo. Las baterías de iones de litio se han generalizado.

La página contiene el contenido de la traducción automática.