Paquete de baterías de iones de litio personalizado

Batería de iones de litio cilíndrica

Dec 26, 2019   Pageview:818

1) ¿Qué es una batería cilíndrica?

1. Definición de batería cilíndrica

La batería de litio cilíndrica se divide en fosfato de hierro y litio, óxidos de cobalto de litio, manganeso de litio, mezcla de manganeso de cobalto y sistema de material ternario. La carcasa de la batería está dividida en carcasa de acero y carcasa de polímero. La batería del sistema de material diferente tiene diferentes ventajas. Actualmente, al cilindro principal se le da prioridad a la batería cilíndrica de fosfato de hierro y litio con carcasa de acero, que tiene el rendimiento de alta capacidad, alto voltaje de salida, buen rendimiento del ciclo de carga y descarga, voltaje de salida estable, gran descarga de corriente, rendimiento electroquímico estable, agradable seguridad, amplio rango de temperatura de trabajo y respetuoso con el medio ambiente. Es ampliamente utilizado en lámparas de energía solar, lámparas de césped y linternas, energía de respaldo, herramientas eléctricas y modelos de juguetes.

2. Estructura de batería cilíndrica

Una estructura de batería cilíndrica típica incluye: carcasa, tapa, ánodo, cátodo, separador, electrolito, elemento PTC, junta, válvula de seguridad, etc. Generalmente, la carcasa de la batería es el cátodo de la batería y la tapa es el ánodo de la batería. . La carcasa de la batería está hecha de placa de níquel.

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3. Ventajas de la batería de litio cilíndrica

En comparación con el paquete blando y la batería de litio cuadrada, la batería de litio cilíndrica tiene el mayor tiempo de desarrollo, mayor grado de estandarización, tecnología más madura, alto rendimiento y bajo costo.

Fuente de alimentación de arranque de emergencia de 24 V, corriente grande a baja temperatura
Fuente de alimentación de arranque de emergencia de 24 V de corriente grande a baja temperatura Especificación de la batería: 25.2V28Ah (batería de litio), 27V300F (paquete de supercondensador) Temperatura de carga: -40 ℃ ~ + 50 ℃ Temperatura de descarga: -40 ℃ ~ + 50 ℃ Corriente de inicio: 3000A

La batería tiene un proceso de producción maduro, bajo costo de PAQUETE, alto rendimiento del producto y buen rendimiento de disipación de calor.

La batería cilíndrica ha formado una serie de especificaciones y modelos estándar internacionales con un proceso maduro, que es adecuado para la producción en masa continua.

La superficie específica del cilindro es grande y el efecto de disipación de calor es bueno.

Las baterías cilíndricas son generalmente baterías selladas. No hay ningún problema de mantenimiento durante el uso.

La carcasa de la batería puede soportar una alta presión, y no habrá ningún fenómeno como la batería de bolsa cuadrada inflada durante el uso.

4. Material del ánodo de la batería cilíndrica

En la actualidad, los principales materiales de ánodos de baterías cilíndricas comerciales incluyen principalmente óxido de cobalto de litio (LiCoO2), manganeso de litio (LiMn2O4), ternario (NMC), fosfato de hierro y litio (LiFePO4), etc. Las baterías con diferentes sistemas de materiales tienen diferentes características, que son comparado de la siguiente manera:

Artículo LiCoO2 LiNiCoMnO2 LiMn2O4 LiFePO4
Densidad de grifo (g / cm3) 2,8 ~ 3,0 2,0 ~ 2,3 2,2 ~ 2,4 1.0 ~ 1.4
Área de superficie específica (m2 / g) 0,4 ~ 0,6 0,2 ~ 0,4 0,4 ~ 0,8 12 ~ 20
volumen de gramo (mAh / g) 135 ~ 140 140 ~ 180 90 ~ 100 130 ~ 140
Plataforma de voltaje (V) 3,7 3,5 3.8 3.2
rendimiento del ciclo ≥500 veces ≥500 veces ≥300 veces ≥2000 veces
Metal de transición pequeño pequeño mucho abundante
Costo material muy expansivo costoso barato barato
Protección del medio ambiente contener Co contienen Ni y Co no tóxico no tóxico
Rendimiento de seguridad malo bien mejor mejor
Ámbito de aplicación batería de tamaño pequeño y mediano baterías pequeñas / batería de poca potencia batería de energía, batería de bajo costo batería de alimentación / fuente de alimentación con supercapacidad
Ventajas Carga y descarga estables, proceso de producción simple Rendimiento electroquímico estable y buen rendimiento cíclico Recurso abundante de manganeso, relativamente barato, buen desempeño de seguridad Alta seguridad, protección del medio ambiente, larga vida.
Desventajas El cobalto es caro y tiene un ciclo de vida bajo El cobalto es caro Densidad de energía baja, compatibilidad deficiente con electrolitos Rendimiento deficiente a baja temperatura, voltaje de descarga bajo

5. Material del cátodo de la batería cilíndrica

Los materiales de cátodos de baterías cilíndricas se pueden dividir en seis categorías: materiales de cátodos de carbono, materiales de cátodos de aleación, materiales de cátodos a base de estaño, materiales de cátodos de nitruro de metal de transición de litio, materiales de nanómetros y materiales de cátodos de nanómetros.

  • Material de cátodo de material de nanómetro de carbono: actualmente, los materiales de cátodo que se han utilizado realmente en las baterías de iones de litio son básicamente materiales de carbono, como grafito artificial, grafito natural, microesferas de carbono mesofase, coque de petróleo, fibra de carbono, resina de pirólisis de carbono, etc.

  • Materiales de cátodo de aleación: incluyen aleación a base de estaño, aleación a base de silicio, aleación a base de germanio, aleación a base de aluminio, aleación a base de antimonio, aleación a base de magnesio y otras aleaciones. Actualmente, no existen productos comerciales.

  • Material de cátodo a base de estaño: el material de cátodo a base de estaño se puede dividir en óxido de estaño y óxido compuesto a base de estaño. El óxido es el óxido de varios metales de estaño de valencia. No hay productos comerciales.

  • No existen productos comerciales para materiales de cátodo de nitruro de metal de transición de litio.

  • Materiales nanométricos: nanotubos de carbono, materiales de nanoaleaciones

  • Material del cátodo nanométrico: material de óxido nanométrico

2) Celdas de batería de iones de litio cilíndricas

1. Marca de batería de iones de litio cilíndrica

La batería de litio cilíndrica es popular entre las empresas de baterías de litio japonesas y coreanas, y también hay algunas empresas a gran escala en China que producen baterías de litio cilíndricas. La primera batería cilíndrica de litio fue inventada por la empresa japonesa SONY en 1992.

Batería rugosa 11.1V 7800mAh del polímero del ordenador portátil de la densidad de alta energía de la baja temperatura
Batería de polímero para computadora portátil resistente de alta densidad de energía a baja temperatura Especificación de la batería: 11.1V 7800mAh -40 ℃ 0.2C capacidad de descarga ≥80% A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

Marca de batería de iones de litio cilíndrica conocida: SONY, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bic, Lishen, etc.

2. Tipo de celda cilíndrica de iones de litio

La celda cilíndrica de iones de litio generalmente se representa con cinco dígitos. Comenzando por la izquierda, el primer y segundo dígitos son el diámetro de la batería, el tercer y cuarto dígitos son la altura de la batería y el quinto dígito significa círculo. Hay muchos tipos de baterías de litio cilíndricas, incluidas 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650 y 32650.

  • 10440 batería

La batería 10440 es una batería de litio con un diámetro de 10 mm y una altura de 44 mm, que tiene el mismo tamaño que la batería AAA. Esta capacidad de la batería es generalmente pequeña, solo unos pocos cientos de mAh, y se usa principalmente en productos electrónicos pequeños, como linternas, mini estéreo, amplificadores, etc.

  • 14500 batería

La batería 14500 es una especie de batería de litio con un diámetro de 14 mm y una altura de 50 mm. Esta batería es generalmente de 3,7 V o 3,2 V. La capacidad nominal es relativamente pequeña, un poco más grande que la batería 10440, que normalmente es de 1600 mAh. Tiene un excelente rendimiento de descarga y tiende a usarse principalmente en electrónica de consumo, como audio inalámbrico, juguetes eléctricos, cámaras digitales, etc.

  • 16340 batería

La batería 16340 es una batería de litio con un diámetro de 16 mm y una altura de 34 mm. Debido a su altura relativamente pequeña pero no a su pequeña capacidad, se utiliza principalmente en la linterna reflectante, linterna LED, faro, lámpara láser, iluminador, etc.

  • Batería 18650

La batería 18650 es una batería de litio con 18 mm de diámetro y 65 mm de altura. Tiene una densidad de energía muy alta, alcanzó casi los 170 vatios / kg, por lo que la batería tiene un buen rendimiento de costos. Se ha utilizado ampliamente porque es una batería de litio relativamente madura con buena calidad en todos los aspectos de la estabilidad del sistema. Es ampliamente aplicable a situaciones de capacidad de batería de aproximadamente 10 KWH, incluidos teléfonos móviles, computadoras portátiles y otros pequeños electrodomésticos.

  • 21700 batería

La batería 21700 es una batería de litio con 21 mm de diámetro y 70 mm de altura. Debido a su creciente tamaño y utilización del espacio, la densidad de energía de la celda, así como el sistema, se pueden mejorar, la densidad de energía del volumen es mucho mayor que las baterías 18650. Es ampliamente utilizado en coches digitales, eléctricos, coches de equilibrio, farolas con batería de litio solar, luces LED, herramientas eléctricas, etc.

  • 26650 batería

La batería 26650 es una batería de litio con 26 mm de diámetro, 65 mm de altura, voltaje nominal de 3,2 V y capacidad nominal de 3200 mAh. Esta batería tiene una excelente capacidad y alta consistencia, se ha convertido gradualmente en un reemplazo de la batería 18650 y tiende a marchar en el mercado de las baterías de potencia.

  • 32650 batería

La batería 32650 es una batería de litio con un diámetro de 32 mm y una altura de 65 mm. Esta batería tiene una fuerte capacidad de descarga continua, por lo que es adecuada para juguetes eléctricos, suministro de energía de respaldo, batería UPS, sistema de generación de energía eólica y generación de energía complementaria eólica y fotovoltaica.

3) Mercado de baterías de iones de litio cilíndricas

El progreso técnico de la batería de iones de litio cilíndrica proviene principalmente de la investigación de la innovación y el progreso de la aplicación de los materiales clave de la batería. Mediante el desarrollo de nuevos materiales, mejore aún más el rendimiento, la calidad y la seguridad de la batería, pero reduzca los costos. Para cumplir con los requisitos de la aplicación posterior sobre la mejora de la energía específica de la batería, por un lado, adopte el material con alta capacidad específica; por otro lado, aumente el voltaje de carga y adopte material de alto voltaje.

La batería cilíndrica de iones de litio se desarrolla de 14500 a 21700 baterías Tesla. Recientemente, optimice el sistema existente de tecnología de baterías de iones de litio para satisfacer la demanda del desarrollo a escala de automóviles de nueva energía, concéntrese en el desarrollo de un nuevo tipo de batería de iones de litio, mejore la vida útil, la seguridad, la consistencia y las tecnologías clave, y sincronizar el desarrollo de nuevos sistemas de investigación prospectiva de baterías de energía.

Para el desarrollo a mediano y largo plazo de la batería de iones de litio cilíndrica, mientras optimiza y mejora continuamente la nueva batería de iones de litio, siga enfocándose en la investigación y el desarrollo de una nueva batería de energía del sistema, que puede mejorar significativamente la energía específica, reducir el costo, y darse cuenta de la utilidad y la aplicación a gran escala de la nueva batería de energía del sistema.

4) Célula prismática Vs cilíndrica

  1. Forma de la batería: el tamaño cuadrado se puede diseñar arbitrariamente, mientras que la batería cilíndrica no se puede comparar.

  2. Característica del multiplicador: la limitación del proceso de soldadura de plomo multipolar para batería cilíndrica es ligeramente peor que la de una batería de plomo multipolar cuadrada.

  3. Plataforma de descarga: adopta una batería de litio con los mismos materiales de ánodo y cátodo y electrolito. Teóricamente, la plataforma de descarga debería ser consistente, pero la plataforma de descarga de la batería de litio cuadrada es un poco más alta.

  4. Calidad del producto: el proceso de fabricación de la batería cilíndrica es relativamente maduro, la tasa de defectos del corte secundario de la pieza polar es baja y el grado de madurez y la automatización del proceso de bobinado son buenos. El proceso de laminación todavía es semi-manual en la actualidad, lo que tiene un impacto adverso en la calidad de la batería.

  5. Soldadura de plomo de electrodo: el cable de electrodo de batería cilíndrica es más fácil de soldar que la batería de litio cuadrada; La batería de litio cuadrada es propensa a la soldadura virtual, lo que afecta la calidad de la batería.

  6. Formación del PACK: la batería cilíndrica es más fácil de usar, por lo que la tecnología PACK es simple con un buen efecto de disipación de calor; El PAQUETE de baterías de litio cuadrado debería resolver el problema de la disipación de calor.

  7. Características estructurales: la batería de litio cuadrada tiene poca actividad química en los bordes y esquinas, y la densidad de energía de la batería en el uso a largo plazo es fácil de disminuir y su tiempo de resistencia es corto.

5) Células de bolsa versus cilíndricas

  • El rendimiento de seguridad de la celda de bolsa es bueno. La celda de la bolsa está empaquetada estructuralmente con una película de aluminio y plástico. En caso de seguridad, una celda de bolsa generalmente estallará con aire, en lugar de explotar como una celda de acero o aluminio. Es superior a la batería de litio cilíndrica en cuanto a rendimiento de seguridad.

  • La celda de bolsa tiene un peso relativamente ligero. El peso de la celda de la bolsa es un 40% más ligero que el de la batería de litio con carcasa de acero con la misma capacidad y un 20% más ligero que el de la batería de litio con carcasa de aluminio cilíndrica; La resistencia interna de la celda de la bolsa es menor que la de la batería de litio, lo que puede reducir en gran medida el autoconsumo de la batería.

  • La celda de bolsa tiene un buen rendimiento de ciclo y su ciclo de vida es más largo. La atenuación de 100 ciclos de la celda de la bolsa es 4% ~ 7% menor que la de la batería de aluminio cilíndrica;

  • Tiene un diseño de batería flexible, forma variable y pequeño grosor. Se puede personalizar de acuerdo con las necesidades del cliente y desarrollar nuevos modelos de baterías, pero las baterías de litio cilíndricas no.

  • En comparación con la batería de litio cilíndrica, la celda tipo bolsa tiene una consistencia deficiente, un costo elevado y es fácil de derramar. El alto costo se puede resolver mediante la producción a gran escala, mientras que las fugas se pueden resolver mejorando la calidad de la película de plástico de aluminio.

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