¿Cuántos tipos de baterías de litio existen? ¿Qué tipo de batería es la mejor?

1. Batería de metal de litio: la batería de metal de litio generalmente se basa en dióxido de manganeso como material de electrodo positivo, metal de litio o su aleación de metal como material de electrodo negativo, el uso de batería de solución de electrolito no acuoso.

2. Batería de iones de litio: la batería de iones de litio generalmente está hecha de óxido de metal de aleación de litio como material de electrodo positivo y grafito como material de electrodo negativo, el uso de batería de electrolito no acuoso.

Aunque las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía, teóricamente pueden alcanzar los 3.860 vatios por kilogramo. Sin embargo, debido a su naturaleza inestable e incapacidad de cargarse, no se puede utilizar como batería de alimentación para uso repetido. Las baterías de iones de litio se han desarrollado como una celda de potencia importante debido a su capacidad para recargarse repetidamente. Debido a su coordinación con diferentes elementos, el desempeño de los materiales catódicos compuestos por ellos varía mucho en varios aspectos, lo que genera más disputas sobre las rutas de los materiales catódicos en la industria. Por lo tanto, ambos lados tienen sus propias ventajas y desventajas.

Batería de iones de litio: una batería secundaria (baterías recargables), se basan principalmente en los iones de litio que se mueven entre lo positivo y lo negativo para funcionar. En el proceso de carga y descarga, Li + incrustado hacia adelante y hacia atrás entre los dos electrodos y incrustado: durante la carga, Li + incrustado desde el ánodo, después del ánodo, electrolito incrustado en el cátodo en el estado de litio rico; La descarga es lo contrario.

La batería de litio se divide en batería de litio y batería de iones de litio. Los teléfonos móviles y las computadoras portátiles utilizan baterías de iones de litio, comúnmente conocidas como baterías de iones de litio. La batería generalmente UTILIZA el material que contiene el elemento de litio como electrodo, es el representante moderno de la batería de alto rendimiento. Las baterías de iones de litio reales rara vez se utilizan en la electrónica diaria porque son peligrosas.

Las baterías de iones de litio fueron desarrolladas por primera vez por SONY corp. de Japón en 1990. Los iones de litio están incrustados en carbono (coque de petróleo y grafito) para formar un electrodo negativo (el litio o la aleación de litio se utilizan como electrodo negativo en las baterías de litio tradicionales). Los materiales de los ánodos suelen ser LixCoO2, LixNiO2 y LixMnO4, y LiPF6 + EC + DMC se utilizan para el electrolito.

Coque de petróleo y grafito como materiales de cátodo, recursos no tóxicos y abundantes, carbón incrustado de iones de litio, superan el litio de alta actividad, resuelven los problemas de seguridad de la batería de litio tradicional, el LixCoO2 positivo en el rendimiento de carga y descarga y la vida útil podría alcanzar un nivel más alto, reducir los costos, aumentar el rendimiento integral de las baterías de iones de litio. La batería de iones de litio del siglo XXI será un gran mercado.

Ecuación de carga y descarga de la batería secundaria de iones de litio para LiCoO2 + C = Li1 - xCoO2 + LixC [1]

La batería de iones de litio se confunde fácilmente con los siguientes dos tipos de batería:

(1) baterías de iones de litio para ánodo de metal de litio.

(2) batería de iones de litio: utilice electrolitos orgánicos no acuosos.

(3) baterías de polímero de iones de litio: utilice polímeros para gelificar disolventes orgánicos líquidos o utilice directamente electrolitos totalmente sólidos. Las baterías de iones de litio generalmente están hechas de carbón grafito como electrodo negativo.

En 1970, MS Whittingham de Exxon utilizó sulfuro de titanio como material de electrodo positivo y metal de litio como material de electrodo negativo para fabricar la primera batería de litio. El material del ánodo de la batería de litio es dióxido de manganeso o cloruro de tionilo, y el cátodo es litio. Una vez que se completa el ensamblaje de la batería, la batería tiene voltaje y no es necesario cargarla. También se desarrollaron baterías de iones de litio. Por ejemplo, las baterías de botón que se usaban en las cámaras solían ser baterías de litio. Este tipo de batería también se puede cargar, pero el rendimiento del ciclo no es bueno, en el proceso de carga y descarga el ciclo es fácil de formar cristales de litio, lo que resulta en un cortocircuito dentro de la batería, por lo que generalmente este tipo de batería está prohibido cargo. [2]

En 1982, RRAgarwal y JRSelman del Instituto de Tecnología de Illinois descubrieron que los iones de litio tenían la propiedad de estar incrustados en el grafito y que el proceso era rápido y reversible. Al mismo tiempo, las baterías de litio hechas de metal de litio han atraído mucha atención por sus riesgos de seguridad. Por lo tanto, la gente intenta fabricar baterías recargables utilizando las características de los iones de litio incrustados en el grafito. El primer electrodo de grafito de iones de litio disponible fue fabricado de prueba por los laboratorios Bell.

1983 M. Thackeray, J. Goodenough y otros encontraron que la espinela de manganeso era un excelente material de cátodo con bajo precio, estabilidad y excelente conductividad y rendimiento de conducción de litio. Su temperatura de descomposición es alta y la oxidación es mucho más baja que el ácido de cobalto de litio, incluso si hay un cortocircuito, sobrecarga, también puede evitar el riesgo de combustión, explosión.

En 1989, A.Manthiram y J.Goodenough descubrieron que la adopción de polos positivos de aniones polimerizados produciría voltajes más altos.

En 1992, SONY de Japón inventó una batería de litio con material de carbono como electrodo negativo y compuestos de litio como electrodo positivo. En el proceso de carga y descarga, no hay metal de litio, solo iones de litio. Esta es la batería de iones de litio. Posteriormente, las baterías de iones de litio han revolucionado el rostro de los productos electrónicos de consumo. Como el ácido de cobalto y litio como material de ánodo de la batería, sigue siendo la principal fuente de alimentación de los dispositivos electrónicos portátiles.

En 1996, Padhi y Goodenough descubrieron que el fosfato estructurado de peridotita, como el fosfato de hierro y litio (LiFePO4), es más seguro que los materiales de ánodos tradicionales, especialmente la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la sobrecarga es mucho mejor que los materiales tradicionales de baterías de iones de litio.

A lo largo de la historia del desarrollo de la batería, se puede ver que el desarrollo actual de la industria mundial de baterías de tres características, una es el rápido desarrollo de la batería de protección ambiental verde, incluida la batería de iones de litio, la batería de níquel-hidrógeno, etc. En segundo lugar, una batería a batería conversión, que está en línea con la estrategia de desarrollo sostenible; En tercer lugar, la batería más hacia una dirección pequeña, ligera y delgada. En las baterías recargables comerciales, las baterías de iones de litio tienen la energía específica más alta, especialmente las baterías de polímero de iones de litio, que pueden lograr la delgadez de las baterías recargables. La batería de iones de litio tiene un rápido crecimiento en los países desarrollados debido a su alto volumen de energía y la relación masa a energía, recargable y libre de contaminación, y tres características del desarrollo actual de la industria de las baterías. El desarrollo de los mercados de las telecomunicaciones y la información, especialmente el uso masivo de teléfonos móviles y computadoras portátiles, ha generado oportunidades de mercado para las baterías de iones de litio. La batería de iones de litio de polímero en la batería de iones de litio con sus ventajas únicas en seguridad, reemplazará gradualmente la batería de iones de litio de electrolito líquido y se convertirá en la corriente principal de la batería de iones de litio. La batería de polímero de iones de litio se conoce como la "batería del siglo XXI", abrirá una nueva era de la batería, las perspectivas de desarrollo son muy optimistas.

En marzo de 2015, sharp y el profesor Tanaka de la Universidad de Kioto desarrollaron conjuntamente baterías de iones de litio con una vida útil de hasta 70 años. La batería tiene un volumen de 8 centímetros cúbicos y se puede cargar y descargar 25.000 veces. Sharp dijo que el rendimiento de la batería de iones de litio de larga duración se mantiene estable después de 10,000 cargas y descargas.

Carcasa de acero / aluminio / cilíndrico / serie de envases flexibles:

(1) Electrodo positivo: el material activo es generalmente manganato de litio o carbonato de cobalto de litio, material de manganato de litio y níquel-cobalto. Las bicicletas eléctricas generalmente usan manganato de litio-níquel-cobalto (comúnmente conocido como ternario) o ternario más una pequeña cantidad de manganato de litio. El manganato de litio puro y el fosfato de hierro y litio se desvanecen gradualmente debido a su gran tamaño, bajo rendimiento o alto costo. Los fluidos polares conductores utilizan papel de aluminio electrolítico con un espesor de 10-20 micrones.

(2) Diafragma: una película de polímero de forma especial con una estructura microporosa que permite el paso de los iones de litio, en lugar de los electrones.

(3) Electrodo negativo: el material activo es grafito o carbono de estructura aproximada de grafito, fluido colector conductor UTILIZA una lámina de cobre electrolítico con un espesor de 7-15 micrones.

(4) Electrolito orgánico: disuelve los disolventes de carbonato con hexafluorofosfato de litio, mientras que los electrolitos en gel se utilizan para los polímeros.

(5) Carcasa de la batería: dividida en carcasa de acero (cuadrada rara vez utilizada), carcasa de aluminio, carcasa de hierro niquelado (uso de batería cilíndrica), película de plástico de aluminio (embalaje blando) y la tapa de la batería también es la batería positiva y negativa. Terminal.

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