Análisis detallado de la situación actual de la tecnología de baterías de litio para bicicleta eléctrica

La batería de litio es un tipo de material de ánodo de metal de litio o aleación de litio, que utiliza una solución de electrolito de batería de agua. Primero la batería de litio es inventada por el gran inventor Thomas Edison, usa la siguiente respuesta: Li + MnO2 = LiMnO2, la reacción de reacción REDOX. Debido a que la química del litio es muy activa, el procesamiento, el almacenamiento y el uso del metal de litio tienen una gran demanda en el medio ambiente. Entonces, la batería de litio no se ha aplicado durante mucho tiempo. Y ahora, la batería de litio se ha convertido en la corriente principal.

En la actualidad, las baterías de iones de litio aplicadas en los productos de bicicletas eléctricas son relativamente comunes, livianas y resuelven la demanda de productos de bicicletas eléctricas MeiGuanHua, pero debido a su aplicación no es mucho tiempo, pero la tecnología de baterías de litio no alcanzó el nivel de perfecto , por lo que hay muchos problemas por resolver. A continuación, analizamos la bicicleta eléctrica con baterías de litio en la situación actual del nivel técnico.

Un proceso de desarrollo, baterías de iones de litio

Debido a que la química del litio es muy activa, por lo que el procesamiento, el almacenamiento y el uso del metal de litio, los requisitos ambientales son muy altos, por lo que la producción de baterías de litio en condiciones ambientales especiales. Debido a las muchas ventajas de las baterías de iones de litio, las baterías de litio se utilizan ampliamente en instrumentos electrónicos, productos digitales y electrodomésticos. Sin embargo, la mayoría de las baterías de litio son baterías secundarias, también hay baterías desechables. Algunos aspectos de la vida útil y la seguridad de la batería secundaria son malos.

Más tarde, SONY de Japón inventó los materiales de carbono como ánodo, con compuestos de litio como ánodo de la batería de litio, en el proceso de carga y descarga, no existe litio metálico, solo iones de litio, es decir, la batería de iones de litio. Al cargar la batería, la batería tiene iones de litio generados en el ánodo, los iones de litio generados a través del electrolito al movimiento negativo. Como una estructura de capa de carbono de cátodo, tiene muchos poros, el cátodo de iones de litio está incrustado en la capa de carbono microporoso, el ión de litio incrustado, cuanto más, mayor es la capacidad de carga. Además, cuando se descarga la batería (es decir, utilizamos el proceso de la batería), se incrusta en la capa de carbono del cátodo de emergencia, los iones de litio y el movimiento de regreso al ánodo.

Volviendo al ánodo de iones de litio, cuanto más, mayor es la capacidad de descarga. Por lo general, por capacidad de la batería nos referimos a la capacidad de descarga. En el proceso de carga y descarga de iones de litio, los iones de litio en movimiento de positivo y negativo a positivo. Las baterías de iones de litio son como una mecedora, una mecedora en ambos extremos de los polos de la batería, y de iones de litio como atletas que corren de un lado a otro en una mecedora. Así que las baterías de iones de litio también se denominan baterías de mecedora.

Como productos digitales, como el uso generalizado de teléfonos móviles, computadoras portátiles y otros productos, la batería de iones de litio con un rendimiento excelente se usa ampliamente en dichos productos y, gradualmente, en otras áreas de productos de desarrollo de aplicaciones en los últimos años. En 1998, el Instituto de Energía de Tianjin comenzó la producción comercial de baterías de iones de litio. Tradicionalmente, las personas llamadas baterías de iones de litio son baterías de litio, la batería de iones de litio se ha convertido en la corriente principal.

En segundo lugar, las características de las baterías de iones de litio.

Baterías de iones de litio y otro tipo de batería, hay una diferencia, tiene sus características únicas.

(a) alta densidad de energía

El peso de la batería de iones de litio es la misma cantidad de baterías de níquel cadmio o hidruro metálico de níquel, la mitad del volumen es 20-30% de níquel cadmio, hidruro metálico de níquel 35-50%.

(2) alto voltaje

Un voltaje de funcionamiento de monómero de batería de iones de litio de 3,7 V (media), el equivalente a tres series de baterías de níquel cadmio o hidruro metálico de níquel.

(3) sin contaminación

La batería de iones de litio no contiene metales nocivos como cadmio, plomo, mercurio.

(4) no contienen litio metálico

La batería de iones de litio no contiene metal de litio, y desde el plano de transporte de las reglas de la barra, como el límite de la batería de litio que lleva el jet.

(5) ciclo de vida alto

En condiciones normales, los ciclos de carga y descarga de la batería de iones de litio pueden ser más de 500 veces, el fosfato de hierro y litio (en lo sucesivo, hierro fósforo) puede llegar a 2000 veces.

(6) sin efecto memoria

El efecto de memoria se refiere a la batería de níquel-cadmio en el proceso de ciclo de carga y descarga, la capacidad de la batería para reducir el fenómeno. Baterías de iones de litio, sin tal efecto.

(7) carga rápida

Usando el voltaje nominal del cargador de voltaje constante de corriente constante de 4.2 V, puede hacer que la batería de iones de litio se cargue en 1.5-2.5 horas; Y el nuevo desarrollo de la electricidad de fósforo, hierro y litio, se puede recargar en 35 minutos.

Tres, batería de iones de litio en la aplicación en el campo de la bicicleta eléctrica.

En la actualidad, en la aplicación de la batería de iones de litio de bicicleta eléctrica de alta potencia, básicamente todo es por más de celdas individuales en serie y en paralelo. En el proceso de su aplicación, los problemas existentes en la batería de litio se encuentran principalmente entre la gran discreción de cada batería de monómero, por lo que afectan a toda la seguridad y vida útil del paquete de baterías.

Por lo tanto, debemos pensar en la gestión ideal de la batería de litio para la seguridad y la vida útil del paquete de baterías. El requisito de control es: no solo administrar y proteger cada una de las baterías de monómero, el paquete de baterías y en el momento de la descarga también mantener el equilibrio de voltaje de cada batería es constante, como muchos vasos de agua en la misma línea horizontal se equilibran constantemente. Encargado de garantizar que todas las baterías del paquete de baterías en la misma línea de voltaje se recarguen constantemente, hasta que toda la batería, tantas como una taza, aunque no sea la misma que la capacidad, pero al mismo flujo de inyección, para garantizar que cada taza de agua.

En resumen, la bicicleta eléctrica con baterías de litio en proceso de uso, para mantener la batería pero admitir, sin embargo, sin fiebre, larga vida útil, especialmente el uso de seguridad. Esto requiere que el paquete de baterías tenga una carga de batería y una descarga de cada función de equilibrio y protección de monómero.

Cuatro, la clasificación de la bicicleta eléctrica con baterías de litio.

La bicicleta eléctrica con baterías de litio se puede dividir aproximadamente en tres categorías amplias: batería de litio de ácido de manganeso, baterías de material ternario y baterías de fosfato de hierro y litio。

batería de litio con ácido de manganeso: resuelva el rendimiento a alta temperatura de la batería de litio con ácido de manganeso, el material del cátodo de la batería, la batería debe tener un diseño de estructura modificado y la fórmula del electrolito. En Japón y Corea del Sur UTILIZA el ácido de manganeso de litio modificado, batería de litio de ácido de manganeso modificado, una semana después de que la capacidad de almacenamiento de 65 ℃ sólo se redujo al 99%.

Batería de material ternario: material ternario de cobalto, níquel y manganeso como material de ánodo de la batería de litio, supera los defectos sobre el peor rendimiento de alta temperatura del litio ácido de manganeso y mejora la energía específica de la batería.

batería de fosfato de hierro y litio: desde 2002, los Estados Unidos y Canadá comenzaron a desarrollar baterías de fosfato de hierro y litio, se convirtió en un nuevo tipo de gran perspectiva de desarrollo de baterías de iones de litio de tipo de energía. Larga vida, ciclo de carga y descarga 1 ca temperatura ambiente hasta 2000 veces.

Ventajas de las baterías de fosfato de hierro y litio: alta seguridad. Fuerza de unión más fuerte, la estructura de la estabilidad química de la raíz del ácido fosfórico es buena; Protección del medio ambiente y no contiene metales pesados; No tóxico (a través de la certificación SGS), sin contaminación; Carga rápida, las baterías de fosfato de hierro y litio pueden tener una gran corriente de carga y descarga rápida de 5 ~ 10 c; El rendimiento de descarga de corriente grande es bueno; Puede ser de 10 ~ 50 c de gran corriente de descarga de alta potencia.

Desventajas de la batería de fosfato de hierro y litio: el rendimiento a baja temperatura es inferior al litio ácido de manganeso y otros materiales de electrodos positivos. El voltaje de la batería de monómero de fosfato de hierro y litio es de 3,2 V. La batería de 36 v necesita 12 celdas individuales en serie. La vida útil de la batería de fosfato de hierro y litio monómero es más de 2000 veces, pero la vida útil de la batería puede ser solo 500 veces.

En quinto lugar, las ventajas y desventajas de la bicicleta eléctrica con batería de litio.

(a) las ventajas de la bicicleta eléctrica con baterías de litio

Energía de la batería de litio que las baterías de plomo-ácido dos veces más, actualmente usa una batería de plomo-ácido que carga una bicicleta eléctrica con un rango de 50 ~ 70 km, usa el mismo peso que la batería de litio puede conducir 100 ~ 100 km, también tiene un alto número de carga y descarga, los problemas existentes son: el precio es más alto, 6 veces para las baterías de plomo-ácido, cada automóvil cuesta $ 1800 ~ 2000.Además, las especificaciones existentes son aplicables al tipo pequeño de teléfonos móviles, computadoras portátiles, modelos más grandes que deben desarrollarse más de 10 ah, este tipo de batería actualmente solo se usa para bicicletas de lujo o motocicletas eléctricas, pero su potencial de reducción de precio es mayor, el primer plano es muy bueno.

La bicicleta eléctrica con batería de litio tiene la ventaja de su larga vida útil, su peso ligero y su pequeño volumen. Hay una pequeña bicicleta eléctrica con batería de litio, pesa solo unos 16 kilogramos, la batería es del tamaño de un libro, solo 2.5 kg, se puede llevar en la bolsa, también se puede usar para recargar mi computadora y los caballos de fuerza de plomo-ácido el peso de la batería es de unos 15 kg. El precio de la electricidad es más caro, sin embargo, a más de 2800 yuanes. "Este coche en el mercado sólo una semana, el precio es más alto, pero las ventas son mejores de lo esperado, una semana venderá varios coches". Luyuan ev zhang, director de introducción, este tipo de automóvil UTILIZA batería de litio, una carga puede correr 30 km. La tienda gigante de la marca Bridge Stone también tiene una batería de litio para vehículos eléctricos. "Las propiedades dinámicas de la batería de litio, bicicleta eléctrica y batería de plomo-ácido, carga 6 ~ 8 horas, dependiendo de la capacidad de la batería, puede funcionar de 30 a 45 kilómetros, el peso es solo aproximadamente 1/5 de la batería de plomo-ácido ". Gigante del personal de ventas dijo que las mayores ventajas de la batería de litio bicicleta eléctrica de larga duración, un grupo de celdas disponibles 4 ~ 5 años, mientras que la vida útil de la batería de plomo-ácido es sólo 2 años.

(2) la deficiencia de la bicicleta eléctrica con baterías de litio

Las desventajas de la batería de litio es el precio en el lado alto, la participación de mercado de solo el 4%. Ahora el precio de la bicicleta eléctrica con batería de litio es generalmente más alto que el del vehículo eléctrico con batería de plomo-ácido de varios cientos de yuanes a mil yuanes, por lo que las ventas no son grandes. "Ambos difieren en 800 yuanes, aunque podría considerar solo cien yuanes". Es la elección y compra de bicicletas eléctricas ms zhang finalmente compró los vehículos eléctricos tradicionales con batería de plomo-ácido.

Seis, bicicleta eléctrica con problemas y soluciones de baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio utilizadas en productos de bicicletas eléctricas no es mucho tiempo, su tecnología no alcanzó un alto nivel, por lo tanto, hay muchos problemas técnicos, hasta cierto punto restringe el desarrollo de la industria de baterías de litio de bicicletas eléctricas.

En la actualidad, la bicicleta eléctrica con baterías de iones de litio que debe resolver el problema se utiliza principalmente en el proceso de problemas de seguridad, cómo resolver los problemas de seguridad se convierte en una de las bicicletas eléctricas con desarrollo de baterías de iones de litio en la tendencia futura, aquí hacemos una breve introducción sobre cómo solucionar este problema.

(a) el sobrecoste

La batería de iones de litio normal debe cargarse con la carga más alta de 4,2 v, las baterías de hierro de litio sobre la base de los límites superior e inferior menos 0,5 voltios, la carga es superior a 4,3 v para el llenado. Para resolver este problema, es necesario medir con precisión el valor de voltaje: la forma científica de carga, llena, pero carga; Configuración razonable: sección única como voltaje de protección de sobrecarga, como: 4.2 V + / - 0.05 V, asegúrese de que no hay sobrecarga ni explosión.

(2) la descarga

Descarga mínima de la batería de litio de 3,2 v, descarga por debajo de 3 v para poner, valor real de la potencia de medición precisa: utilice una forma científica y segura de descarga, pero termine; Configuración razonable: tensión de protección de una sola sección, como: 3,20 V + / - 0,05 V, asegúrese de que no haya descarga ni explosión.

(3) la detección de temperatura de la batería

La temperatura de la batería de litio es demasiado alta y producirá una explosión, por lo tanto, es necesario controlar la temperatura de la batería para cada sesión, asegúrese de que no se produzca una explosión debido a que la temperatura de la batería es demasiado alta.

(4) la protección contra sobrecorriente

Las baterías de iones de litio tienen una corriente nominal, no permiten más de la corriente nominal, de lo contrario se quemará la batería. Por lo tanto, necesitamos medir y controlar con precisión la corriente de carga y descarga, y se toman medidas de protección de sobrecorriente rápidas y eficientes, cuando la corriente excede el tiempo actual establecido, evitar el accidente del cortocircuito, la conexión inversa, etc.

(5) equilibrio

La desviación del voltaje del monómero de la batería de iones de litio, si no se equilibra el control, con el aumento del ciclo de carga y descarga, la diferenciación gradual del voltaje de cada batería de monómero reducirá en gran medida la vida útil. Cuando en un grupo de carga y descarga de la batería de iones de litio, teniendo en cuenta las inconsistencias, cada batería de monómero puede tener medidas equilibradas para garantizar la seguridad y la estabilidad.

Ejemplos de baterías de litio son sistemas de energía de almacenamiento de energía ampliamente utilizados, suministro de energía ininterrumpida de comunicaciones de correos y telecomunicaciones, y herramientas eléctricas, bicicletas eléctricas, motocicletas eléctricas, automóviles eléctricos, equipos militares, aeroespacial y otros campos.

La aplicación en el campo de las baterías de iones de litio en bicicletas eléctricas, aunque aún no ha alcanzado un grado de madurez, pero las buenas perspectivas de desarrollo, así como las baterías de iones de litio en los productos de bicicletas eléctricas exhiben excelentes características, hacen que la bicicleta eléctrica de litio se vuelva relativamente desarrollo rápido.

Además, en la actualidad, el desarrollo de la batería de iones de litio de gran capacidad ha comenzado a probarse en automóviles eléctricos, se espera que se convierta en una de las principales fuentes de energía en el siglo XXI, el automóvil eléctrico, y será en el aspecto de satélite, aeroespacial. y aplicaciones de almacenamiento de energía.

Como la escasez de energía y la presión ambiental del mundo, la electricidad de litio ahora se usa ampliamente en la industria del automóvil eléctrico, particularmente la aparición de las baterías de fosfato de hierro y litio, ha promovido el progreso y el avance tecnológico de la industria de las baterías de litio.

La página contiene el contenido de la traducción automática.