22 años de personalización de baterías
APR 21, 2020 Pageview：390
Las baterías de iones de litio son un tipo de baterías de litio recargables y se utilizan comúnmente en dispositivos de consumo convencionales. Estas celdas son bien conocidas por sus densidades de alta energía, así como por otras características prósperas que las convierten en una tecnología de batería confiable.
¿Cómo se fabrica una batería de iones de litio?
Las baterías de iones de litio se encuentran comúnmente en varios dispositivos convencionales en nuestra vida diaria. Sin embargo, más personas están preocupadas por sus capacidades para los dispositivos previstos y menos por cómo se crearon estas baterías. Hacer una batería de iones de litio no es tan complicado como uno pensaría porque solo involucra unos pocos procesos industriales que se aplican también a cualquier batería general. El siguiente es un resumen de cómo se fabrican las baterías:
Paso 1. Diseño del contenedor
El primer paso sería diseñar el contenedor de la batería, que también es la estructura básica de la celda. El contenedor contiene todo el contenido de la celda y también determina el tamaño de la batería.
Paso 2. Hacer los electrodos
Mientras se diseña el tamaño del recipiente, los electrodos se preparan utilizando diferentes materiales para el ánodo y el cátodo. El ánodo está hecho de carbono, mientras que el cátodo está hecho de óxido metálico.
Paso 3. Diseño del separador
Por lo general, una tira de papel se enrolla en un tubo pequeño y luego se sella en la parte inferior. Luego se inserta en el medio de la batería y se usa como separador.
Paso 4. El electrolito
A continuación, el contenedor de la batería se llena con el electrolito hecho de sal de iones de litio en un disolvente orgánico y normalmente no es acuoso.
Paso 5. Diseño de los colectores
Los colectores de corriente se sueldan en la forma deseada y se fijan en las celdas.
Paso 6. Embalaje
En este punto, la batería está lista pero aún desnuda. Por lo tanto, se sellan y envuelven con los envoltorios y adhesivos previstos.
¿Dónde se utilizan las baterías de iones de litio?
Las baterías de iones de litio tienen una amplia gama de aplicaciones en el mundo real. Los usos más comunes se pueden encontrar en dispositivos de consumo convencionales, como teléfonos móviles, computadoras portátiles y muchos otros dispositivos electrónicos que funcionan con baterías. Incluso se ha descubierto que alimentan dispositivos médicos esenciales que salvan vidas y que requieren un suministro de energía constante e intensivo para poder soportar las vidas en juego. Pase a otros inventos, como en el sector del transporte, donde impulsan vehículos eléctricos y barcos. Estas baterías se utilizan para mantener las comodidades de la vida a un ritmo constante con la máxima seguridad y fiabilidad. Otras aplicaciones para estas baterías incluyen:
1.Respaldos de energía de emergencia o fuente de alimentación ininterrumpida (UPS)
2.Vehículos eléctricos e híbridos
3.Electrónica marina ligera como motores
4.Almacenamiento de energía de energía solar
5.Sistemas de alarma en áreas remotas
6.Sistemas de vigilancia en áreas remotas
7.packs de energía portátiles
¿Cómo funcionan las baterías de iones de litio?
¿Qué sabemos sobre las baterías de iones de litio en general? Bueno, como cualquier otra batería, está formada por dos electrodos, el ánodo y el cátodo, el separador y un electrolito. El electrolito es responsable de transportar iones de litio cargados positivamente desde el ánodo al cátodo y de regreso a través del separador. El ánodo generalmente se considera un electrodo positivo, mientras que el cátodo es negativo. El movimiento de los iones de litio crea electrones libres dentro del ánodo, que a su vez crea una carga en el colector de corriente positiva. Esto obliga a que la corriente eléctrica fluya desde el colector de corriente designado a través del dispositivo eléctrico hasta el colector de corriente negativo. El separador se utiliza para restringir el flujo de electrones dentro de la celda.
Durante la carga / descarga
Cuando se trata de procesos de descarga, los iones de litio tienden a transportar la corriente dentro de la celda desde el electrodo negativo hacia el positivo. Esto se lleva a cabo a través de un electrolito no acuoso y un diafragma separador. Durante la carga, el circuito de carga tiende a emitir un voltaje más alto que el que produce la batería, lo que obliga a que fluya una corriente de carga dentro de la celda. La corriente fluye del electrodo positivo al negativo. Esta suele ser la dirección inversa del flujo de corriente para un proceso de descarga. Una vez que los iones de litio están en el electrodo negativo, se incrustan en el material poroso del electrodo a través de la intercalación.
El procedimiento de carga
El proceso de carga destinado a las baterías de iones de litio se presenta en tres etapas, que incluyen:
8.corriente constante
9.Balance
10.voltaje constante
Cuando se trata de la fase de corriente constante, el cargador tiende a aplicar una corriente constante a la batería a un voltaje creciente. Esto ocurre hasta que se alcanza el límite de voltaje por celda.
Sin embargo, la fase de equilibrio no es necesaria una vez que la batería está equilibrada. En esta etapa, el cargador tiende a encender y apagar el proceso de carga. Hacer esto ayuda a reducir la corriente promedio. Mientras esto sucede, el estado de carga de las celdas individuales se lleva al mismo nivel utilizando un circuito de equilibrio hasta que finalmente, toda la batería está equilibrada. Sin embargo, los cargadores tienden a cargar las celdas de manera diferente. Por ejemplo, algunos cargadores rápidos tienden a omitir esta etapa, mientras que otros lo logran cargando cada celda por sí sola.
En la fase de voltaje constante, el cargador tiende a aplicar un voltaje que es igual al voltaje máximo de la celda multiplicado por el número de celdas en serie del paquete. Este proceso ocurre gradualmente a medida que la corriente cae a 0 hasta que está por debajo de un umbral estándar del 3% de la corriente de carga constante anterior. Se recomienda recargar la carga para las celdas de iones de litio una vez que el voltaje cae por debajo de 4.05 V por celda. Sin embargo, esto debe hacerse una vez cada 500 horas según lo aconsejen los expertos. El incumplimiento de las limitaciones de corriente y voltaje de las celdas puede provocar fallas en la batería o explosiones.
Temperaturas extremas
Los límites de la temperatura de carga de las células de iones de litio suelen ser más intensos en comparación con los de funcionamiento. Las reacciones químicas dentro de una batería de iones de litio tienden a funcionar bien a temperaturas elevadas. Sin embargo, la exposición prolongada a tales temperaturas tiende a reducir gradualmente la vida útil de la batería. Además, las baterías de iones de litio se pueden cargar mejor en rangos de temperaturas frías e incluso pueden permitir una carga rápida. Esto ocurre dentro de un rango de temperatura de aproximadamente 5 a 45 ° C. Se recomienda que uno cargue sus celdas de iones de litio dentro de este rango de temperatura. Si decide cargar su batería de iones de litio dentro de un rango de temperatura baja de aproximadamente 0 a 5 ° C, se recomienda reducir la corriente de carga.
Durante la carga a bajas temperaturas, el pequeño aumento de temperatura por encima del promedio debido a la resistencia interna de la celda se considera beneficioso. Sin embargo, las altas temperaturas durante los procesos de carga pueden degradar la batería, mientras que a temperaturas extremas, el rendimiento de la batería se ve gravemente afectado. A temperaturas bajas, la resistencia interna de las celdas tiende a aumentar, y esto puede conducir a un proceso de carga más lento y prolongado. Las baterías de iones de litio diseñadas para dispositivos de consumo convencionales no deben cargarse por debajo de 0 ° C. Esto se debe a que se puede producir una posible galvanoplastia en el electrodo negativo con una carga por debajo del punto de congelación, y esto podría convertirse en un problema permanente. Por su seguridad y la de la batería, muchos dispositivos basados en iones de litio no pueden cargarse fuera del rango de temperatura de 0 a 45 ° C.
Ultimas palabras
Las baterías de iones de litio son los revolucionarios de la tecnología de baterías debido a su rendimiento ejemplar en sus diversas aplicaciones. Saber más sobre estas baterías le permite aprovecharlas al máximo en el uso previsto.
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