Is cineál nua ceallraí ardfhuinnimh é ceallraí litiam a forbraíodh go rathúil sa 20ú haois {. Is féidir é a thuiscint mar cheallraí ina bhfuil litiam (lena n-áirítear litiam miotail, cóimhiotal litiam, ian litiam, litiam polaiméir) . Is féidir é a roinnt i gceallra miotail litiam (an-chuid de na habhcóidí agus an t-aeráil a úsáid mar gheall ar a chuid ceallraí litiam 4)}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} Is féidir é a úsáid i gceallra ceallraí is féidir a bheith ina ceallraí liteartha (is féidir é a dhéanamh ar féidir é a dhéanamh i gceallraí litiam (is féidir é Fuinneamh sonrach, voltas ard ceallraí, raon teochta oibriúcháin leathan, agus saol stórála fada, baineadh úsáid as go forleathan i bhfearais leictreacha bheaga mhíleata agus shibhialtacha, amhail fóin phóca, ríomhairí iniompartha, camcorders, ceamaraí, etc {{5}, agus tá sé curtha in ionad cadhnraí traidisiúnta go páirteach .
01 Tionscnamh agus Forbairt Cadhnraí Litiam-ian
Sna 1970í, d'úsáid M . s {. Whittingham de shuilfíd tíotáiniam Exxon mar an t -ábhar dearfach leictreoid agus an litiam miotail mar an t -ábhar leictreoid diúltach chun an chéad cheallra litiam a dhéanamh {.
I 1980, fuair J . Goodenough amach gur féidir ocsaíd litiam cóbalt a úsáid mar ábhar dearfach leictreoid de chadhnraí litiam-ian .
In 1982, R.R.Agarwal and J.R.Selman of the Illinois Institute of Technology discovered that lithium ions have the property of being embedded in graphite, and this process is fast and reversible. At the same time, the safety hazards of lithium batteries made of metallic Tá an-aird tugtha ag litiam, mar sin tá iarracht déanta ag daoine airíonna na n-ian litiam atá leabaithe i ngraifít a úsáid chun cadhnraí in-athluchtaithe a dhéanamh . Rinneadh an chéad leictreoid graifíte litiam-ian inúsáidte a thriail go rathúil ag Bell Laboratories .
I 1983, fuair M {. Thackeray, J {. Goodenough agus daoine eile amach gur ábhar leictreoid dearfach den scoth é spinel mangainéise le praghas íseal, cobhsaíocht agus seoltacht leictreach agus litiam den scoth . Tá sé i bhfad níos ísle ag an ocsaíd agus má tá a oxidizability i bhfad níos ísle ná an t -ocsaídiú ocsaíd}}}}}}}}}}}} go bhfuil sé i bhfad níos ísle ná an t -ocsaídí}}}}}}}}}}}} go bhfuil sé i bhfad níos ísle ná an t -ocsaídiú}}}}}}}}} go bhfuil sé i bhfad níos ísle i gceist le ciorcal}}}}}}}}}}}}}}}}}}, Tarlaíonn ró -mhuirear, is féidir leis an mbaol dócháin agus pléasctha . a sheachaint
I 1989, fuair A . Manthiram agus J . Goodenough amach go dtáirgfidh an leictreoid dhearfach a úsáideann anions polaiméirithe voltas níos airde .
I 1991, scaoil Sony an chéad cheallra tráchtála litiam-ian . ina dhiaidh sin, rinne cadhnraí litiam-ian réabhlóidiú ar chuma na leictreonaice tomhaltóra .
I 1996, fuair Padhi agus Goodenough amach go bhfuil fosfáití le struchtúir olivine, amhail fosfáit iarainn litiam (LifePo4), níos fearr ná ábhair leictreoidí dearfacha thraidisiúnta, agus mar sin tá siad anois mar na hábhair leictreoidí dearfacha príomhshrutha .
Íomhá
Forbraítear cadhnraí litiam-ian (cadhnraí Li-ian) ó chadhnraí litiam {. Mar sin, sula dtabharfaimid isteach Li-ian, lig dúinn ar dtús cadhnraí litiam . Litiam {. tar éis an ceallraí a chur le chéile, tá voltas ag an gceallra agus ní gá é a ghearradh . Is féidir an cineál seo ceallraí a ghearradh freisin, ach níl an fheidhmíocht rothaíochta go maith . le linn an mhuirir agus an timthrialla urscaoilte, is féidir an cineál seo a chur i bhfeidhm, mar sin, go bhfuil an cineál seo de chiorcal á chosc ó na ciorcail inmheánacha. luchtaithe .
Níos déanaí, chruthaigh Sony Corporation na Seapáine ceallraí litiam le hábhar carbóin mar chomhdhúile diúltacha leictreoid agus litiam ina bhfuil an leictreoid dhearfach . le linn an phróisis muirir agus scaoilte, níl aon litiam mhiotalach ann, níl ach ian litiam . seo ina ceallraí litiam-ian {{}}} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {} {} {} {} {} {} {{}
Go luath sna 1990idí, d'fhorbair Sony Energy Development Company de chuid na Seapáine agus Moli Energy Company i gCeanada faoi seach cineál nua ceallraí litiam-ian, a bhfuil dea-fheidhmíocht aige ach go bhfuil sé neamhdhíobhálach don chomhshaol . le forbairt thapa na teicneolaíochta faisnéise, tá innealra láimhe agus feithiclí leictreacha tar éis méadú a dhéanamh ar an éileamh ar fhoinsí cumhachta ardéifeachtachta, agus tá na cadhnraí litiam ag teacht chun cinn go h-éifeachtúlachta go bhfuil na cadhnraí go bhfuil cadhnraí ag aon gcadhnraí agus go bhfuil cadhnraí litiam ag dul i gcion ar na cadhnraí is fearr agus go n-éiríonn cadhnraí litiam, agus go dtí go bhfuil cadhnraí ard-oiriúnaithe ag cadhnraí agus go bhfuil cadhnraí litiam ag an gciorcal is fearr, réimsí .
02 struchtúr agus prionsabal na gcadhnraí litiam-ian
(1) Príomh-chomhpháirteanna de chadhnraí litiam-ian:
① Leictreoid dhearfach - ábhair ghníomhacha a thagraíonn go príomha do ocsaíd cóbalt litiam, ocsaíd mangainéise litiam, fosfáit iarainn litiam, ocsaíd nicil litiam, ocsaíd mangainéise cóbalt nicil, srl.
② Diaphragm - Scannán plaisteach speisialta a cheadaíonn d'iain litiam dul tríd, ach is inslitheoir é do leictreoin . Faoi láthair, tá dhá chineál ann den chuid is mó: PE agus PP agus a gcomhcheangail . Tá cineál neamh -orgánach soladach, mar dhiaphragm soladach, mar dhiaphragm soladach, mar dhiaphragm soladach, a bhfuil an t -alumina diaphm;
③ Electrode Diúltach - Tagraíonn an t -ábhar gníomhach go príomha do ghraifít, titanate litiam, nó ábhair charbóin le struchtúr cosúil le graifít . Úsáideann an bailitheoir reatha seoltaí scragall copair le tiús 7-15 miocrón;
④ leictrilít - Go ginearálta córas orgánach, amhail tuaslagóirí carbónáit a thuaslagadh le hexafluorophosphate litiam, agus úsáideann roinnt cadhnraí polaiméire leictrilítí glóthach;
⑤ Shell ceallraí-roinnte go príomha ina bhlaosc crua (bhlaosc cruach, bhlaosc alúmanaim, bhlaosc iarainn nicil-plátáilte, etc .) agus pacáiste bog (scannán plaisteach alúmanaim) .
Pictiúr
When the battery is charged, lithium ions are deintercalated from the positive electrode and embedded in the negative electrode, and vice versa during discharge. This requires an electrode to be in a lithium-intercalated state before assembly. Generally, lithium-intercalated transition metal oxides with a potential greater than 3V relative to lithium and stable in the air are selected as the positive leictreoid, ar nós liCOO2, linio2, agus limn2o 4.
De réir mar a roghnaítear an t-ábhar leictreoid diúltach, na comhdhúile litiam-leabaithe a bhfuil poitéinseal acu chomh gar don phoitéinseal litiam agus is féidir, mar ábhair charbóin éagsúla lena n-áirítear graifít nádúrtha, graifít shintéiseach, snáithín carbóin, mesophase sferulite, srl. .
Glacann an leictrilít córas tuaslagóra measctha de charbónáití alcaile amhail carbónáit eitiléine (CE), carbónáit próipiléine (PC) agus carbónáit dé-eitile íseal-shliogáin (DEC) de lipf 6.
Glacann an scairt le seicní microporous polyolefin amhail PE, PP nó a seicní ilchodacha, go háirithe an diaphragm trí chiseal PP/PP/PP, a bhfuil pointe leá íseal aige, ach a bhfuil neart friotaíochta ard-phionónais aige freisin, a imríonn ról an árachais theirmigh .. freisin, a bhfuil ról ag ról teirmeach {{}}} freisin
Tá an bhlaosc déanta as cruach nó as alúmanam, agus tá feidhm ag an tionól clúdaigh de chumhacht-asbhaint pléasctha .
(2) Prionsabal Bunúsach Oibre
When the battery is charged, lithium ions are released from the lithium-containing compound in the positive electrode, and the lithium ions move to the negative electrode through the electrolyte. The carbon material in the negative electrode has a layered structure with many micropores. The lithium ions that reach the negative electrode are embedded in the micropores of the carbon Sraith . Tá na hiain litiam níos leabaithe, is ea is airde an cumas muirir .
Nuair a scaoiltear an ceallraí (is é sin, an próiseas chun an ceallraí a úsáid), scaoiltear na hiain litiam atá leabaithe i gciseal carbóin an leictreoid dhiúltaigh agus aistríonn siad ar ais go dtí an leictreoid dhearfach . na hiain níos mó a fhilleann ar an leictreoid dhearfach, is é an t -acmhainn urscaoilte . a thabharfadh an toilleadh urscaoilte .} a chumas a chur in iúl go toilleadh {}}
Le linn an phróisis mhuirearú agus scaoilte cadhnraí litiam-ian, tá ian litiam i staid ghluaiseachta ó leictreoid dhearfach → leictreoid dhiúltach → leictreoid dhearfach {. Tá sé seo cosúil le cathaoir rocking, agus an dá cheann de na cathaoireacha rocking mar dhá chathaoir na ceallraí, agus dá bhrí sin tá ian litium ar ais ag an dá cheann de na ciorcaidí litium}}}} ciorclach ar ais agus ar an gciorcal agus ar an gciorcal litiam}} ciorclach ar ais agus ar an gciorclán litiam, agus mar sin féin, tá ciorcaidí litium}}}}}}}}}}}}} ag an litiam agus an chiorcal litiam. cadhnraí cathaoireacha rocking .
Pictiúr
Pictiúr
Meicníocht a ghearradh agus a urscaoileadh
Tá an próiseas muirir de chadhnraí litiam-ian roinnte ina dhá chéim: céim muirir reatha agus voltas tairiseach reatha ag laghdú céim muirir .
Mar thoradh ar ró-mhuirearú agus ar urscaoileadh cadhnraí litiam-ian, déanfaidh sé damáiste buan do na leictreoidí dearfacha agus diúltacha . is cúis le ró-mhuirearú struchtúr leatháin charbóin an leictreoid dhiúltaigh chun titim, agus cuirfidh an tubaiste cosc ar ian litiam a chur isteach le linn muirir; Is cúis le ró -mhuirearú an iomarca ian litiam le bheith leabaithe i struchtúr carbóin an leictreoid dhiúltach, rud a fhágann nach scaoilfear cuid de na hiain litiam a thuilleadh .
Is é an modh muirir agus urscaoilte is fearr le haghaidh cadhnraí litiam-ian feidhmíocht a choinneáil ná muirear éadomhain agus urscaoileadh éadomhain . Go ginearálta, tá 60% DoD 2 go 4 huaire an saol timthrialla faoi 100% coinníollacha DoD .
03 Príomhtháscairí Feidhmíochta de chadhnraí litiam-ian
(1) Cumas ceallraí
Is féidir cumas ceallraí a roinnt ina gcumas rátáilte agus in acmhainn iarbhír {. Tagraíonn toilleadh rátáilte ceallraí don mhéid leictreachais ba chóir don cheallra a sholáthar nuair a scaoiltear é chuig an voltas foirceanta ag ráta 5h faoi theocht chomhthimpeallach 20 céim ± 5 céim a thabharfadh an t -inniúil ar an gcéim féin de chuid an cháilíocht a bhaineann le hacmhainn an cháilíocht a bhaineann le hacmhainn a dhíriú ar an gcion ar an gcumas i bhfianaise na n -acmhainní a bhaineann le haistriú na n -acmhainní a dhíríonn ar an gciontacht de chuid an chiontachta a bhaineann le hacmhainn na n -acmhainní a dhíríonn ar an gcion ar an gcumas i gciontacht na n -acmhainní. An ceallraí faoi choinníollacha urscaoilte áirithe, a bhfuil tionchar ag an ráta scaoilte agus an teocht air go príomha (mar sin ag labhairt go docht, ba cheart go léireodh an acmhainn ceallraí na coinníollacha muirir agus urscaoilte) .
Aonad Acmhainne: mah, ah (1ah =1000 mah) .
(2) Friotaíocht inmheánach ceallraí
Battery internal resistance refers to the resistance encountered by current flowing through the battery when the battery is working. It consists of two parts: ohmic internal resistance and polarization internal resistance. A large battery internal resistance will lead to a lower discharge voltage and a shorter discharge time. The size of the internal resistance is mainly affected by factors such as the battery ábhar, próiseas monaraíochta, agus struchtúr ceallraí . Is paraiméadar tábhachtach é friotaíocht inmheánach ceallraí chun feidhmíocht ceallraí a thomhas .
(3) voltas
Tagraíonn an voltas ciorcaid oscailte don difríocht fhéideartha idir leictreoidí dearfacha agus diúltacha na ceallraí nuair nach bhfuil an ceallraí ag obair, is é sin, nuair nach bhfuil aon sruth ag sileadh sa chiorcad . Go ginearálta, go bhfuil an voltas ciorcaid oscailte de cheallra litiam-ian thart ar 4.1-4.2 tar éis é a mhuirearú go hiomlán, agus thart ar 3 {}}}}}}} Tá an}}}} Tá an t-}}} Tá an t-}} Tá sé go bhfuil an t-} Tá sé go bhfuil sé go bhfuil sé go bhfuil sé go bhfuil sé go bhfuil sé mar go bhfuil sé go bhfuil sé go bhfuil an t-}}} Tá sé go bhfuil sé go bhfuil sé mar go bhfuil sé go bhfuil sé go bhfuil an t-} Tá sé go bhfuil sé go bhfuil sé mar go bhfuil sé mar go bhfuil sé i gceist go bhfuil sé go hiomlán. Is féidir staid mhuirir Battery a chinneadh trí voltas ciorcaid oscailte na ceallraí a bhrath.
Tagraíonn an voltas oibriúcháin, ar a dtugtar an voltas teirminéil freisin, don difríocht fhéideartha idir leictreoidí dearfacha agus diúltacha na ceallraí nuair a bhíonn an ceallraí sa stát oibre, is é sin, nuair a bhíonn sruth ag sileadh sa chiorcad . nuair a shreabhann an sruth trí shreabhadh trí cheallra i gcónaí, ní gá go n -éireoidh leis an gciorcad a bhaineann le hoscailt an chiorcail i gcónaí ná an ciorcage a bhaineann le hoscailt an chiorcail a bhaineann le hoscailt an voltage i gcónaí ná an voltas voltage i gcónaí ná an t -voltas a oscailt i gcónaí, voltas . Tá an os coinne fíor nuair a ghearrtar . Is é an voltas oibre urscaoilte de chadhnraí litiam-ian ná 3 . 6v.
(4) Am Ardán Urscaoilte
Tagraíonn an t -am ardán urscaoilte don am scaoilte nuair a ghearrtar an ceallraí go hiomlán ar voltas áirithe . Mar shampla, déantar an t -am ardán urscaoilte de cheallraí trínártha ag 3 . 6v a thomhas . Tá an voltas á ghearradh ar an voltage, agus tá an voltage níos lú ná an voltage a ghearradh ar an 4 {{{{{{}}}}}}} go bhfuil an voltage luchtaítear an t -voltag 0 . 02C. Ansin gearrtar an ceallraí go hiomlán agus fágtar é ina aonar ar feadh 10 nóiméad. Is é an t -am urscaoilte nuair a scaoiltear an ceallraí go 3.6V ag aon sruth scaoilte ná an t -am ardán scaoilte ag an sruth sin.
Toisc go bhfuil riachtanais voltais ag roinnt fearas leictreach ag baint úsáide as cadhnraí litiam-ian, má tá an voltas níos ísle ná an luach riachtanach, ní oibreoidh siad . Dá bhrí sin, is é an t-ardán urscaoilte ceann de na critéir thábhachtacha chun feidhmíocht cadhnraí a thomhas .
(5) Ráta muirir agus scaoilte
Tagraíonn an ráta muirir agus urscaoilte don luach reatha atá ag teastáil chun a chumas rátáilte a urscaoileadh laistigh de am sonraithe . 1 Tá c cothrom le hacmhainn rátáilte na ceallraí agus is iondúil go ndéantar é a léiriú ag an litir C . Mar shampla, má tá an t -ainmniúchán 1a, is é 1a, is é 1 Rátáilte, is é 1 Rátáilte an 1a is ea an cumas rátáilte de chuid an cheallraí 10ah 10a) 1a) is é an toilleadh Rátáilte de chuid an cheallraí 10a) ná 1a) is ea an cumas rátáilte de chuid na ceallraí 10a), 0 . 5c, is é 100a 10c, agus mar sin de.
(6) Ráta Féin-Mhuirir
The self-discharge rate, also known as charge retention capacity, refers to the ability of the battery to retain the amount of electricity stored in the battery under certain conditions when the battery is in an open circuit state. It is mainly affected by factors such as the manufacturing process, materials, and storage conditions of the battery. It is an important parameter for measuring battery performance.
(7) Éifeachtúlacht
Tagraíonn an éifeachtúlacht muirir don tomhas ar an méid a dhéantar an fuinneamh leictreach a chaitheann an ceallraí le linn an phróisis mhuirir a thiontú ina fhuinneamh ceimiceach is féidir leis an gceallra a stóráil . Tá tionchar ag an bpróiseas ceallraí, an fhoirmle air go príomha, agus an timpeallacht oibre ar theocht na ceallraí {}}}} go ginearálta, an teocht chomhpháirtíochta níos ísle, an éifeachtúlacht níos ísle}}}} an éifeachtúlacht níos ísle, an éifeachtúlacht atá ag an éifeachtúlacht níos ísle, an fheidhmíocht níos ísle}}
Discharge efficiency refers to the ratio of the actual amount of electricity discharged to the terminal voltage under certain discharge conditions to the rated capacity of the battery. It is mainly affected by factors such as discharge rate, ambient temperature, and internal resistance. Generally speaking, the higher the discharge rate, the lower the discharge Éifeachtúlacht {. is ísle an teocht, is ea is ísle an éifeachtúlacht urscaoilte .
(8) Saol rothaíochta
Tagraíonn saol timthriall ceallraí do líon na n-amanna muirir agus scaoilte a dhéantar ceallraí faoi chóras muirir agus scaoilte áirithe nuair a thiteann an toilleadh ceallraí go luach sonraithe áirithe . Leagann an GB le haghaidh cadhnraí litiam-ian an ráta coinneála toilleadh de cheallraí tar éis 500 timthriall ag 1C os cionn 60%{{{}}} Tá an ráta ceallraí de 500 ag 1C ag 1C Tá 60%{{}}}}} Tá sé go bhfuil sé os cionn 60%}}}}}}
04 Príomh-aicmithe cadhnraí litiam-ian
① De réir na n -ábhar leictrilít éagsúla a úsáidtear i gcadhnraí litiam, is féidir cadhnraí litiam a roinnt ina dhá chatagóir: cadhnraí litiam leachtacha (cadhnraí ian litiam, giorrúcháin mar lib) agus cadhnraí litiam polaiméire (cadhnraí ian litiam polaiméire, giorraithe mar liopa) .
② De réir an mhodha muirir, is féidir iad a roinnt ina dhá chatagóir: neamh-in-athchúrsáilte agus in-athluchtaithe .
③ Dealramh ceallraí litiam: ceallraí litiam cearnógach (mar chadhnraí fón póca a úsáidtear go coitianta) agus sorcóireach (mar 18650, 18500);
④ Ábhair phacáistithe ceallraí litiam: ceallraí litiam bhlaosc alúmanaim, ceallraí litiam bhlaosc cruach, ceallraí pacáiste bog;
⑤ Battery Litiam ó na hábhair leictreoidí dearfacha agus diúltacha (breiseáin): ceallraí ocsaíd litiam cóbalt (liCOO2), ocsaíd mangainéise litiam (LIMN2O4), ceallraí fosfáite iarainn litiam, ceallraí litiam dé -ocsaíd dhé -ocsaíde mangainéise indiúscartha
