Potencia el proceso de carga y descarga de baterías como componente central de la nueva energía

En 2018, la industria de vehículos de nueva energía comenzó a fumar, y Changsheng se convirtió en un arma pesada para que varias compañías automotrices compitieran por el mercado nacional. Las grandes empresas de automóviles están utilizando sus nuevos modelos de gama ultralarga para atraer a un número creciente de consumidores de alto nivel. A finales de febrero, Teng 500 debutó oficialmente; A finales de marzo, Geely lanzó oficialmente el nuevo modelo EV 450; A principios de abril, BYD lanzó tres nuevos modelos de Qin EV450, e5450 y Song EV400 de una vez, todos los cuales duraron más de 400 kilómetros.

Pero desde un punto de vista técnico, la batería de potencia es el núcleo, es la clave para la decisión de los vehículos eléctricos con una resistencia ultralarga. Tomando como ejemplos la carga lenta de CA y la carga rápida de CC, el método de uso correcto y adecuado no solo puede maximizar la potencia de la celda de potencia, sino también extender la vida útil de la batería. Desde la perspectiva de la popularización del conocimiento, sobre la base del nivel actual de la tecnología de densidad de energía de las baterías de energía, es necesario permitir que los consumidores comprendan el proceso de carga y descarga de las baterías de energía y el impacto de varios materiales de la batería en la capacidad de carga y descarga. , para cultivar hábitos de uso correctos y extender la vida útil de las baterías eléctricas. Asegúrese de que los vehículos eléctricos continúen durante mucho tiempo.

Los electrones de carga y descarga se escapan entre sí

En la actualidad, hay dos tipos principales de baterías de energía utilizadas por las principales empresas de vehículos eléctricos. Una es la batería de fosfato de hierro y litio y la otra es la batería ternaria de litio. Sin embargo, independientemente del tipo de batería, el proceso de carga puede ser aproximadamente de las siguientes cuatro etapas, a saber, la fase de carga de corriente constante, la fase de carga de presión constante, la fase completa y la fase de carga flotante.

En la fase de carga de corriente constante, la corriente de carga permanece constante, la potencia de carga aumenta rápidamente y también aumenta el voltaje de la batería. En la etapa de carga de voltaje constante, como su nombre lo indica, el voltaje de carga permanecerá constante. Aunque la carga seguirá aumentando, el voltaje de la batería aumentará lentamente y la corriente de carga disminuirá. En la etapa de llenado de la batería, la corriente de carga cae por debajo de la corriente de conversión de carga flotante y el voltaje de carga del cargador se reduce a voltaje de carga flotante. Durante la fase de carga, el voltaje de carga permanecerá flotando.

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 todo el proceso de carga, los electrones del electrodo positivo pasarán por el circuito externo hasta el electrodo negativo. El ion de litio positivo Li + pasa a través del electrolito desde el electrodo positivo, atraviesa el material del separador y finalmente llega al electrodo negativo, donde permanece junto con los electrones "residentes". Juntos, se reduce a Li incrustado en el material de carbono del electrodo negativo. Los datos muestran que el carbono como electrodo negativo tiene una estructura en capas y tiene muchos microporos, y 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 carga. capacidad.

Por el contrario, cuando la batería se descarga (es decir, el proceso de uso de la batería), el Li incrustado en el material de carbono negativo pierde electrones, los electrones del polo negativo "se mueven" a través del circuito externo hacia el polo positivo, y el ion de litio positivo Li + del polo negativo. Sobre el electrolito, cruce el material del diafragma, alcance el polo positivo y combínelo con los electrones electrónicos del "residente". De manera similar, cuantos más iones de litio regresen al polo positivo, mayor será la capacidad de descarga.

Cuatro materiales principales para la eficiencia

¿Cuál es el papel de varios materiales clave (como materiales positivos, materiales negativos, membranas, electrolitos, etc.) en el proceso de carga y descarga de las celdas de energía?

El primero es un material polar positivo. Para los materiales polares positivos, sus sustancias activas son generalmente ácido de litio-manganeso o ácido de litio-cobalto, ácido de litio-níquel-cobalto-manganeso y otros materiales, y la mayoría de los productos convencionales usan fosfato de litio y hierro.

El segundo es el material del electrodo negativo. El material del electrodo negativo se divide aproximadamente en electrodo negativo de carbono, electrodo negativo de estaño, electrodo negativo de nitruro de metal de transición de litio, electrodo negativo de aleación, electrodo negativo nanométrico y material nanométrico. Entre ellos, los materiales de los electrodos negativos que se utilizan realmente en las baterías de iones de litio son básicamente materiales de carbono, como grafito artificial, grafito natural, microesferas de carbono de fase intermedia, coque de petróleo, fibra de carbono y carbono de resina pirolítica. En cuanto a los materiales de Nano óxido, se informa que de acuerdo con los últimos desarrollos en la nueva industria energética de las baterías de litio en 2009, algunas empresas han comenzado a utilizar Nano óxido de titanio y nano Óxido de silicio para agregar al grafito tradicional, óxido de estaño, y tubos de nanocarbono. Los tiempos de carga y descarga de las baterías de litio se mejoran considerablemente.

El tercero es una solución de electrolitos, que generalmente utiliza sales de litio como perclorato de litio (LiClO4), hexafluorofosfato de litio (LiPF6) y tetrafluoroborato de litio (LiBF4). Dado que el voltaje de funcionamiento de la batería es mucho más alto que el voltaje de descomposición del agua, las baterías de iones de litio a menudo usan disolventes orgánicos, pero los disolventes orgánicos a menudo destruyen la estructura del grafito durante la carga, lo que hace que se despegue y forme una película de electrolito sólida en su superficie conduce a la pasivación del electrodo. También puede causar problemas de seguridad como inflamables y explosivos.

El cuarto es el diafragma, como uno de los componentes clave de la batería, las ventajas del rendimiento del diafragma determinan la estructura de la interfaz y la resistencia interna de la batería, lo que a su vez afecta la capacidad de la batería, el rendimiento del reciclaje, la densidad de corriente de carga y descarga y otras características clave. En general, existen varios tipos de diafragma de uso común, como el diafragma de una sola capa y de varias capas. Se entiende que algunas empresas nacionales elegirán un diafragma ligeramente más grueso, algunas empresas utilizan diafragma de hasta 31 capas de espesor. Debido al alto umbral técnico de la producción de diafragmas, todavía existen algunas brechas entre la tecnología de diafragmas de batería de iones de litio nacional y los países extranjeros.

Los datos muestran que el diafragma es una película delgada de polímero de forma especial con una estructura microporosa. Después de absorber el electrolito, puede aislar los polos positivo y negativo para evitar cortocircuitos. Al mismo tiempo, la batería de iones de litio está provista de un canal microporoso que realiza la función de carga y descarga y el desempeño de la relación, para lograr la conducción de iones de litio. Cuando la batería está sobrecargada o la temperatura cambia mucho, el diafragma bloquea la conducción de corriente cerrando el orificio para evitar la explosión.

La página contiene el contenido de la traducción automática.