¿Qué es una batería cilíndrica de iones de litio?

La batería cilíndrica de iones de litio es una batería recargable caracterizada por su forma cilíndrica. Es un diseño para baterías de iones de litio ampliamente y comúnmente utilizado en todo el mundo. La batería cilíndrica de iones de litio consta de una o más celdas conectadas cilíndricas o apiladas en paralelo. Es para proporcionar la capacidad y el voltaje deseados. La celda 18650 es la batería cilíndrica de iones de litio más popular y conocida. Las celdas 18650 reciben su nombre por sus dimensiones, aproximadamente 65 milímetros de largo y 18 milímetros de diámetro. Hay otros tamaños disponibles, incluidas las celdas 21700 y 26650 con diferentes longitudes y diámetros.

Las baterías cilíndricas de iones de litio a menudo se han utilizado ampliamente en varias aplicaciones, como herramientas eléctricas, dispositivos electrónicos portátiles, sistemas de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos. Presentan algunas ventajas, como larga vida útil, buen rendimiento en términos de descarga y alta densidad de energía. Son una buena combinación y opción para aplicaciones de alta potencia que requieren índices de carga y descarga rápidos, ya que su forma cilíndrica brinda espacio para la eficiencia en la disipación de calor.

Si bien las baterías cilíndricas de iones de litio son comunes y se usan ampliamente, hay otros factores de forma de batería disponibles, como la bolsa y las celdas prismáticas. Estos también tienen sus propias ventajas y desventajas y aplicaciones.

¿Qué significa una batería cilíndrica de iones de litio?

Caracterizada por su forma cilíndrica, es un tipo de batería recargable que utiliza tecnología de iones de litio. Consiste en una o más celdas cilíndricas interconectadas individuales para garantizar que se proporcione la capacidad y el voltaje deseados. Se utilizan varios componentes para hacer la estructura básica de una batería cilíndrica de iones de litio, incluidos;

1. Electrodo: la batería de iones de litio tiene dos electrodos llamados ánodo y cátodo, que son los electrodos negativo y positivo. El cátodo está hecho de compuestos a base de litio como el óxido de litio y manganeso (LiMn2O4), el óxido de litio y cobalto (LiCoO2) o el fosfato de litio y hierro (LiFePO4). Por otro lado, el ánodo está hecho de grafito. Los materiales permiten la intercalación reversible (inserción y extracción) de iones de litio durante la carga y descarga.

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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2. Electrolito: un medio químico que facilita el viaje de los iones de litio entre los electrodos positivo y negativo durante el funcionamiento de la batería. El electrolito separa los electrodos. Por lo general, el electrolito es una sal de litio que se disuelve en un solvente orgánico. Para mejorar la densidad de energía y las precauciones de seguridad, están en marcha el desarrollo y la producción de electrolitos de estado sólido.

3. Separador: esta es una membrana porosa delgada entre el ánodo y el cátodo para evitar cortocircuitos y contacto directo. El separador evita la mezcla de materiales negativos y positivos al tiempo que permite el paso de iones de litio.

4.Carcasa cilíndrica: una carcasa cilíndrica de metal generalmente hecha de aluminio o acero encierra toda la celda. La carcasa proporciona protección mecánica y actúa como la carcasa exterior de la batería. La carcasa está abierta en un extremo para permitir la inserción del conjunto de electrodos y evitar fugas mediante el sellado.

Los iones de litio viajan del cátodo al ánodo durante el proceso de carga, donde se almacenan. Los iones migran desde el ánodo y regresan al cátodo durante la descarga, lo que provoca la generación de una corriente eléctrica utilizada para alimentar diferentes sistemas y dispositivos.

¿Cuál es el tipo de batería cilíndrica de iones de litio?

Los materiales específicos en la construcción de las baterías cilíndricas de iones de litio distinguen los tipos presentados. Los tipos comunes incluyen;

1. Óxido de manganeso de litio (LiMn2O4): las baterías cilíndricas de iones de litio compuestas de cátodos de óxido de manganeso preestablecen un equilibrio entre seguridad, potencia de salida y densidad de energía. Las baterías LMO se usan comúnmente en dispositivos médicos, bicicletas eléctricas y herramientas eléctricas. En comparación con las baterías LCO, estas tienen una mejor estabilidad térmica y son menos propensas a la fuga térmica.

2. Óxido de litio y cobalto (LiCoO2): el material del cátodo utilizado por este tipo es el óxido de litio y cobalto. Son conocidos por proporcionar una gran cantidad de almacenamiento de energía debido a su alta densidad de energía. Son comunes en cámaras digitales y dispositivos electrónicos portátiles como teléfonos inteligentes y computadoras portátiles.

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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3. fosfato de hierro y litio (LFP): el cátodo utilizado aquí es fosfato de hierro y litio. Los principales factores que lo caracterizan son mayor seguridad, ciclo de vida prolongado y estabilidad térmica de calidad. Se utilizan comúnmente en aplicaciones que requieren seguridad y longevidad, sistemas de almacenamiento de energía renovable y vehículos eléctricos.

4. Óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC): las baterías de cátodo NMC tienen una capacidad de potencia equilibrada y densidad de energía. Son comunes en sistemas de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos híbridos.

5. Óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (NCA): las baterías cilíndricas de iones de litio que contienen cátodos NCA proporcionan una alta potencia de salida y densidad de energía. Se utilizan en aplicaciones de alto rendimiento como aplicaciones aeroespaciales.

Cada tipo de batería cilíndrica de iones de litio disponible tiene limitaciones y ventajas, lo que las hace adecuadas para diversas aplicaciones según las consideraciones de seguridad, la potencia de salida y los requisitos de densidad de energía.

Batería prismática frente a iones de litio

Es importante tener en cuenta que las baterías prismáticas son un tipo de batería de iones de litio cuando se comparan entre diferentes diseños y factores de forma dentro de la familia de baterías de iones de litio.

1. Forma y diseño; Las baterías prismáticas se asemejan a una bolsa delgada y plana con forma cuadrada o rectangular. Se componen de capas apiladas de separadores y electrodos encerrados en una caja o bolsa flexible de plástico o aluminio.

Las baterías cilíndricas de iones de litio son cilíndricas y están compuestas por una o más celdas cilíndricas. La carcasa es metálica, ya sea de acero o de aluminio.

2. Densidad de energía; Las baterías prismáticas tienen una mayor densidad de energía. Su forma permite una mayor eficiencia en el embalaje y la utilización del espacio.

batería cilíndrica de iones de litio: la densidad de energía es menor pero aún se usa ampliamente.

3. La potencia de salida de las baterías prismáticas es menor y puede no ser adecuada para aplicaciones que exigen una carga y descarga rápidas.

Las baterías cilíndricas de iones de litio poseen excelentes capacidades de salida de energía. Se usan comúnmente en aplicaciones de alta potencia, ya que pueden manejar cargas de corriente más altas.

4. Seguridad; Las baterías prismáticas tienen un diseño más rígido que reduce el riesgo de que se hinchen y expandan, lo que brinda mayor seguridad.

Las baterías cilíndricas de iones de litio tienen un riesgo ligeramente mayor de fuga térmica e hinchazón que las baterías prismáticas.

5. Aplicaciones; Las baterías prismáticas se utilizan ampliamente en dispositivos compactos y delgados, como los teléfonos inteligentes, donde el factor de forma delgado y la eficiencia del espacio son cruciales.

Las baterías cilíndricas de iones de litio se utilizan en vehículos eléctricos y electrónicos portátiles más grandes.

Conclusión

La batería cilíndrica de iones de litio es un tipo de batería recargable caracterizada por su forma cilíndrica y producida en diferentes tipos. Los componentes utilizados distinguen el tipo de batería. Los tipos de batería prismática y cilíndrica tienen ventajas y desventajas, y la elección depende de los requisitos de las aplicaciones.