Curva de descarga de la batería de iones de litio: introducción y eficiencia

Un tipo de batería recargable, la popularidad de la batería de iones de litio crece día a día. Este tipo de batería se utiliza para hacer funcionar muchas cosas, incluidos los dispositivos electrónicos portátiles y los vehículos eléctricos. El tema de esta batería fue insinuado por primera vez por M. Stanley Whittingham, un químico británico. Hizo un descubrimiento sorprendente al lograr almacenar iones de litio dentro de los pliegues de un material de disulfuro. Un prototipo de batería de iones de litio se desarrolló por primera vez en 1985.

Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

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Las tres partes principales de este tipo de batería son el electrodo positivo, el electrodo negativo y el electrolito. El electrodo positivo tiende a ser un óxido metálico. Mientras tanto, el electrodo negativo se crea a partir de carbono. Según la dirección del flujo de corriente, las capacidades electroquímicas de los dos electrodos se alteran entre el ánodo y el cátodo. Finalmente, un soluto de litio en un solvente orgánico sirve como electrolito. Siga leyendo para obtener más información sobre cómo funcionan estas baterías.

¿Asimetría de las curvas de descarga / carga de la batería de iones de litio?

Como se mencionó anteriormente, las baterías de iones de litio tienen muchos usos. Algunos de los dispositivos que emplean estas baterías incluyen teléfonos móviles, computadoras portátiles, tabletas, videocámaras, cigarrillos electrónicos, cortasetos, taladros, automóviles eléctricos, etc.

Uno de los aspectos más interesantes de las baterías de iones de litio es la asimetría de las curvas de descarga / carga. Las baterías de iones de litio basadas en NCA o níquel-cobalto-aluminio muestran una asimetría bien definida en el rendimiento de descarga / carga hacia la estequiometría de alto volumen. Los expertos han obtenido con éxito el mismo comportamiento de descarga / carga a través de relaciones electroquímicas como la ecuación de Nernst y la ecuación de Butler-Volmer.

Los expertos habían empleado un mecanismo de dos pasos durante su experimento. Primero, llevaron a cabo la adsorción de iones de litio sobre la superficie del material activo desde el electrolito bajo transferencia de electrones. A continuación, inyectaron iones de litio adsorbidos en la superficie en el material a granel.

¿Es una buena idea descargar completamente una batería de iones de litio?

Según los expertos, no es una buena idea descargar una batería de iones de litio. Es tan peligroso como cargarlo demasiado. Esto es lo que sucede cuando extrae una batería de iones de litio por debajo de su voltaje seguro y bajo, según lo determinado por los fabricantes de baterías.

El cobre contenido en el colector de corriente de cobre del ánodo puede desintegrarse en el electrolito. Durante la carga por reducción química, los átomos de cobre pueden adherirse al ánodo y dar como resultado dendritas. En consecuencia, estas dendritas pueden provocar un cortocircuito.

Cuando descarga una batería de iones de litio por debajo de 2,5 voltios por celda, se abre un circuito de seguridad dentro de la batería. La batería parecerá estar muerta y el cargador original perderá su valor.

Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

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Si deja una batería de iones de litio descargada durante demasiado tiempo, puede dejar de funcionar. Por lo tanto, los expertos recomiendan almacenarlo en un estado "medio cargado" para evitar que se sobrecargue y se descargue. Es porque las baterías de iones de litio no poseen memoria de carga como las baterías de NiCad. Por lo tanto, no se requieren ciclos de descarga profunda. Sin embargo, tenga en cuenta que la química, el rendimiento, el costo y la seguridad pueden variar de una batería de iones de litio a otra. El ciclo de la batería de este tipo de batería también puede verse afectado por diferentes factores, como la temperatura, la corriente de descarga, la corriente de carga, etc.

Tenga en cuenta que las baterías no se cargan o descargan por completo en dispositivos como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y automóviles electrónicos. Por lo tanto, es posible que determinar la vida útil de la batería mediante ciclos completos de descarga no dé el resultado perfecto.

A continuación, se ofrecen algunos consejos que pueden ayudar a prolongar la vida útil de las baterías de iones de litio:

Las baterías deben mantenerse a temperatura ambiente. Por lo tanto, la temperatura ideal es de 20 a 25 grados centígrados. No es una buena idea exponer la batería a entornos de alta temperatura mientras se está cargando.

Si decide adquirir una batería de iones de litio, asegúrese de adquirir una que haya sido fabricada recientemente. Es porque las baterías tienden a deteriorarse rápidamente.

Según los expertos, la descarga parcial es el camino a seguir. Sin embargo, los usuarios también deben permitir la descarga completa después de 30 cargas. Esto se debe a que las descargas parciales regulares pueden conducir al estado de la memoria digital.

¿Qué tan rápido se puede descargar una batería de iones de litio?

Si se usa adecuadamente, la batería de iones de litio puede funcionar durante un período de dos a tres años. Significa más de 300 a 500 ciclos de carga. Así es como funciona un ciclo de carga. Es el período de uso desde la carga hasta la descarga completa y de nuevo a la carga completa.

Con el tiempo, las baterías recargables de iones de litio pierden la capacidad de mantener una carga. Esta pérdida no se puede revertir y también afectará al dispositivo que se supone que debe cargar. Cuando no están en uso, estas baterías tienden a autodescargarse con el tiempo.

Sin embargo, los expertos suelen recomendar una "descarga parcial" e incluso una "descarga casi completa". Como las baterías de iones de litio no tienen memoria de carga como otras baterías, no se requiere una descarga completa y profunda. Después de 30 cargas consecutivas, se puede realizar una descarga casi completa. Es para protegerse de la memoria digital, que es una condición creada debido a demasiadas descargas parciales.

Si desea almacenar su batería de iones de litio durante un período prolongado, los expertos recomiendan descargarla aproximadamente al 40% antes de apilarla. Esto se debe a que la oxidación del ion de litio alcanza su velocidad más alta cuando lo deja completamente cargado.

Manténgase alejado de la descarga excesiva, ya que puede provocar un cortocircuito, y recuerde mantener la batería alejada de temperaturas elevadas.

Para resumir

Hay medidas de seguridad específicas que las personas deben tener en cuenta al usar estas baterías. Si el electrolito inflamable se daña, puede ser peligroso. También pueden ocurrir cortocircuitos. Por lo tanto, estas baterías pueden incurrir en peligro de incendio. Si la batería se daña o se sobrecarga, también puede provocar una explosión de la batería.

A medida que aumenta la popularidad de las baterías de iones de litio, también lo hace la generación de residuos. Estas baterías dieron paso a? 250.000 toneladas? De desechos sin procesar en 2017. La acumulación de estos desechos de baterías puede tener graves repercusiones en el medio ambiente. Por tanto, es necesario realizar esfuerzos para el correcto reciclaje de los residuos.