22 años de personalización de baterías
Dec 25, 2019 Pageview：506
¿Cuál es el ingrediente principal de las baterías de litio?
Las baterías de iones de litio se utilizan para casi todos los dispositivos electrónicos y vehículos electrónicos. A pesar de ser más caras que las baterías alcalinas convencionales, las baterías de iones de litio tienen una vida útil mucho más larga.
Las baterías de iones de litio están hechas de lo que se llaman células. Cada celda de esos se compone de tres componentes; un electrodo positivo, un electrodo negativo y un componente químico llamado electrolito entre los positivos y negativos.
El electrodo positivo de la celda está diseñado con óxido de litio y cobalto. El electrodo negativo está diseñado con grafito. Los electrolitos son óxidos y sulfuros. El electrolito debe tener una vida útil prolongada y ofrecer una alta movilidad para los iones de litio. El electrolito puede ser líquido, polímero y de estado sólido.
¿De qué están hechas las baterías de litio?
Las baterías de iones de litio son de todas las formas y tamaños en la actualidad. Sin embargo, no importa el tamaño o la forma de la batería, todas tienen el mismo aspecto por dentro. En cualquier paquete de baterías de iones de litio hay ciertas cosas que están presentes:
Celdas de iones de litio. Pueden tener forma cilíndrica como las pilas AA convencionales o pueden tener forma prismática.
Sensores de temperatura para controlar la temperatura de la batería. El sobrecalentamiento puede tener resultados catastróficos.
Circuito convertidor y regulador de voltaje. Esto es para mantener niveles seguros de voltaje y corriente dentro del paquete de baterías.
Toma de voltaje, que actúa como un monitor de la capacidad de energía de cada celda individual dentro del paquete de baterías.
Monitor de estado de carga de la batería. Que es una pequeña computadora que maneja todo el proceso de carga. Se asegura de que las baterías se carguen lo más rápido y seguro posible.
En ocasiones, hay un conector blindado opcional adicional dentro del paquete de baterías, y permite que la energía y la información entren y salgan del paquete de baterías.
Al cargar o incluso durante el uso de la batería, si se calienta demasiado, la computadora (Monitor de estado de carga de la batería) apagará el flujo de energía en un intento de enfriar las cosas. Si intenta usar su dispositivo mientras está en este estado caliente, esta computadora le impedirá usarlo e incluso le impedirá encender el dispositivo.
Las celdas de iones de litio
Las celdas de iones de litio tienen una carcasa exterior hecha de metal. Es importante utilizar metal en las celdas de iones de litio ya que la batería está presurizada. La carcasa de metal tiene lo que se llama un orificio de ventilación, que es básicamente un orificio sensible a la presión. En caso de que la batería se caliente demasiado y exista riesgo de explosión, este orificio de ventilación libera la presión adicional y ayuda a rescatar la situación.
Dentro de la caja de metal, hay tres capas de láminas delgadas que son:
Un electrodo positivo.
Un electrodo negativo.
Un separador entre los dos.
Estas tres láminas delgadas se sumergen en un disolvente orgánico, en su mayoría de éter. Ese solvente actúa como electrolito de la batería.
El ánodo y el cátodo de las baterías de iones de litio
El ánodo y el cátodo de la batería de iones de litio son los lugares donde se almacenan los iones de litio. El electrolito dentro de la batería transporta los iones de litio cargados positivamente del ánodo al cátodo y viceversa durante los procesos de descarga y carga. Este movimiento de los iones de litio crea electrones libres en el ánodo, que a cambio crea una carga positiva en el colector de corriente positivo. Después de eso, la corriente eléctrica fluye desde el colector de corriente al colector de corriente negativa, operando su dispositivo en el proceso.
El ánodo
La mayoría de las baterías de iones de litio utilizaban grafito como material. El grafito utilizado en el ánodo se produce sintéticamente, que se llama grafito artificial, o se extrae de la tierra, que se llama grafito natural. Luego, el grafito se procesa antes de usarse en una lámina de cobre, que sirve como ánodo en la batería de iones de litio.
El litio se utiliza como sales de iones disueltos en el electrolito de las baterías de iones de litio; sin embargo, el litio se puede utilizar como material para el ánodo en sí y también en algunas baterías.
En las baterías de iones de litio, el material del ánodo debe cumplir algunos requisitos como:
El material debe ser de buena conductividad y porosidad.
Debe ser ligero y duradero.
Debe ser de bajo costo mantener las baterías baratas.
El material debe coincidir con el voltaje del cátodo de la batería.
El cátodo
Hay más de una opción de material que se utiliza al fabricar el cátodo de la batería de iones de litio. El material utilizado en el cátodo de las baterías de iones de litio debe ser de extrema pureza sin impurezas metálicas no deseadas. El cátodo de las baterías de iones de litio es una mezcla de litio y otros metales. Si bien el material del ánodo en la batería de iones de litio está bien optimizado, el material del cátodo está abierto a mejoras y las investigaciones actuales se centran en esta área específica.
El cátodo de las baterías de iones de litio tiene materiales activos. Está compuesto de Cobalto, Níquel y Manganeso presentado en una estructura cristalina que forma un material de óxido de múltiples metales. Luego se agrega litio a la mezcla en el paso final.
¿Cómo se fabrican las baterías de litio?
La creación de una batería de iones de litio sigue algunos pasos sencillos:
Preparación de electrodos
En este paso, el material que se recubrirá en el ánodo y el cátodo se mezcla y prepara.
Las materias primas metálicas, principalmente aluminio, se cargan en la máquina de recubrimiento.
Luego se aplican y agregan a la máquina capas delgadas de litio y carbono.
Mediante un proceso continuo, el material se alimenta a un horno donde se está tratando el Carbón.
Después del proceso del horno, el producto se alimenta a dos líneas separadas donde se fabrican el ánodo y el cátodo, cada uno con su propia línea.
Después de fabricar los electrodos (ánodo y cátodo), se alimentan a una máquina donde se aplastan en capas delgadas para que puedan ser más plegables.
El paso final de este proceso es el proceso de corte donde los electrodos se cortan al ancho adecuado especificado por el fabricante.
Creación de electrodos
En este proceso, los electrodos se toman y se enrollan al tamaño adecuado.
Una vez que el ánodo y el cátodo se cortan al tamaño perfecto, se combinan en pares de tamaños exactamente iguales.
Después de eso, se inserta una capa delgada entre ellos (el separador).
Las tres capas completas (el ánodo, el cátodo y el separador) se pliegan juntas en una máquina semiautomática.
Inserción de electrolitos
Después de preparar los electrodos en el paso anterior. Se hace la vivienda para ellos.
Se utilizan materiales plásticos o PVC para hacer la carcasa de los electrodos.
Luego, los electrodos se insertan en esas carcasas.
Se sueldan térmicamente en tres lados, mientras que el cuarto lado se deja abierto.
A través del lado abierto, el electrolito se inserta en toda la configuración.
Después de eso, se sella el lado abierto.
Ahora tiene una batería de iones de litio lista para su primera carga.
Tenga en cuenta que trabajar con baterías de iones de litio puede ser muy peligroso y provocar daños o lesiones graves. A menos que sea un profesional, no intente los pasos anteriores usted mismo.
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