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May 26, 2023 Pageview：140
Las baterías de iones de litio que pueden funcionar de manera efectiva en condiciones de frío extremo y generar altas tasas de descarga se conocen como baterías de litio de baja temperatura y alta tasa. Las baterías de iones de litio tradicionales presentan con frecuencia un rendimiento y una capacidad reducidos a bajas temperaturas, lo que las hace menos apropiadas para su uso en lugares fríos o en circunstancias que requieren una salida de alta potencia. Las baterías de litio de alta velocidad y baja temperatura se han creado como resultado de los avances en la tecnología de baterías, que pueden solucionar estas deficiencias.
¿Qué es una batería de litio de alta velocidad?
Las baterías de litio de alta tasa con una tasa de descarga rápida están hechas para entregar grandes salidas de energía rápidamente. Estas baterías están diseñadas para ofrecer una rápida descarga de energía, lo que las hace apropiadas para usos que requieren salidas de alta corriente o breves ráfagas de energía.
Las baterías de iones de litio tradicionales son conocidas por su alta densidad de energía, lo que se traduce en su capacidad para almacenar mucha energía. Para algunas aplicaciones de alta potencia, es posible que no puedan liberar rápidamente esa energía. Las baterías de litio de alta velocidad están diseñadas para superar esta restricción y proporcionar energía más rápidamente.
Carga y Descarga
Las baterías de litio, que dependen principalmente del movimiento de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo para funcionar, a menudo se denominan baterías en serie de alta velocidad. Li+ se intercala y se desintercala entre los dos electrodos durante el proceso de carga y descarga. Li+ se elimina del electrodo positivo durante la recarga de la batería y luego se intercala en el electrodo negativo a través del electrolito. A diferencia de cuando se descarga, el electrodo negativo se encuentra en un estado rico en litio.
Eficiencia
La batería de litio de alta velocidad puede funcionar a una variedad de temperaturas, desde -20 °C hasta 60 °C. Con funciones de carga y descarga rápidas y una eficiencia de carga de hasta el 100 %, cuenta con un excelente rendimiento del ciclo. Además, tiene una larga vida útil y una alta potencia de salida.
Las siguientes son las características esenciales de una batería de litio de alta velocidad:
El fosfato de litio y hierro (LiFePO4) y el óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (LiNMC), que ofrecen excelentes densidades de potencia y pueden soportar altas cargas de corriente, son dos materiales de electrodos avanzados comunes que se utilizan en estas baterías.
Diseño de celda: Los diseños de celdas especializadas que maximizan el área de superficie del electrodo, reducen la resistencia interna y mejoran la movilidad de los iones pueden usarse en baterías de litio de alta velocidad. Estos factores de diseño ayudan a mejorar la entrega de potencia.
El electrolito que se utiliza en las baterías de litio de alta velocidad suele estar diseñado para facilitar tasas de carga y descarga más rápidas al mejorar el flujo de iones dentro de la celda.
Beneficios de una batería de iones de litio de alta velocidad
Se puede moldear en forma de cuadrado, cilindro, triángulo y luna, entre otros.
Grosor diminuto: 0,5 mm es el grosor más fino posible de una batería de litio de alta velocidad.
Es posible crear una sola batería de alto voltaje y conectar las baterías en serie.
Alta capacidad: en comparación con una carcasa de aluminio, la capacidad del mismo tipo de batería es un 15% superior.
Liviano: En comparación con una carcasa de aluminio, el mismo tipo de batería pesa un 30% menos.
Descarga de alta corriente: el empaque flexible tiene un límite superior de 35C-40C y la carcasa de aluminio tiene una corriente de descarga máxima de 3C.
¿Qué es una batería de litio de alta velocidad y baja temperatura?
Las baterías de litio con bajas temperaturas de funcionamiento y altas tasas están hechas para funcionar bien en temperaturas gélidas. Debido a la cinética lenta de los electrodos y la disminución de la conductividad del electrolito a bajas temperaturas, las baterías de iones de litio tradicionales a menudo muestran un rendimiento y una capacidad reducidos. Sin embargo, las mejoras en la tecnología de las baterías han resultado en la creación de baterías que se han desarrollado específicamente para aplicaciones que requieren temperaturas bajo cero.
Por ejemplo, la batería de polímero de litio es una batería de litio de alta velocidad y baja temperatura. La batería de polímero de alta velocidad tiene un valor C de descarga significativo porque combina una alta velocidad con una batería de polímero de iones de litio. Por lo general, no se utilizan en dispositivos digitales como teléfonos móviles, pero se encuentran en sistemas de energía de vehículos eléctricos, una variedad de aeronaves y modelos de vehículos de control remoto que requieren energía explosiva.
Enfoques para lograr baterías de litio de alta velocidad y baja temperatura:
Modificaciones de electrodos y electrolitos: los científicos han investigado diferentes materiales de electrodos y electrolitos que funcionan mejor a bajas temperaturas. Las baterías de litio, por ejemplo, pueden funcionar mejor a bajas temperaturas cuando el cátodo está hecho de fosfato de hierro y litio (LiFePO4). También es posible optimizar la composición del electrolito para aumentar la conductividad iónica a temperaturas más bajas.
Materiales nanoestructurados: los materiales nanoestructurados pueden mejorar el rendimiento de la batería de litio a bajas temperaturas cuando se utilizan en el diseño del electrodo. Los iones de litio tienen una mejor movilidad y pueden moverse a velocidades más altas incluso en temperaturas más frías gracias al área de superficie aumentada de los electrodos nanoestructurados y los canales de difusión condensados.
Se necesitan baterías que puedan funcionar en condiciones de frío extremo para varias aplicaciones de alto rendimiento. Los sistemas de calefacción de batería se pueden utilizar en estas circunstancias para mantener un rango de temperatura ideal para el rendimiento de la batería. La temperatura de la batería a menudo se eleva a un rango de trabajo adecuado utilizando calentadores internos o externos en estos sistemas.
Las formulaciones para el electrolito de la batería pueden incluir aditivos específicos para mejorar el rendimiento a baja temperatura. Para mejorar la movilidad de los iones y el rendimiento de la batería en general a bajas temperaturas, estas adiciones pueden aumentar la conductividad y reducir el punto de congelación del electrolito.
Ventajas de las baterías de litio de alta tasa y baja temperatura
Rendimiento mejorado en condiciones gélidas: las baterías de litio de baja temperatura están hechas para funcionar de manera efectiva en temperaturas bajo cero, lo que las hace apropiadas para usar en ambientes de clima frío o en campos como aviones, vehículos eléctricos y dispositivos al aire libre.
Carga y descarga rápidas: en comparación con las baterías de iones de litio normales, las baterías de litio de alta velocidad tienen una capacidad de carga y descarga sustancialmente mayor. Las aplicaciones que requieren duraciones de carga rápidas o una gran potencia de salida en un breve período de tiempo se beneficiarán de esta cualidad.
Densidad de potencia mejorada: en comparación con las baterías de iones de litio tradicionales, las baterías de litio de alta velocidad y baja temperatura suelen tener una mayor densidad de potencia. Estas baterías son útiles para dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos donde las consideraciones de espacio y peso son cruciales, ya que su mayor densidad de potencia permite diseños compactos y pesos más livianos.
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