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Estructura de iones de litio:
1、positivo
2、electrodo negativo
3、Electrolito
4、separador
5、Plomo positivo
6、Electrodo negativo
7、Terminal central, aislante de material aislante
8、Venteo de seguridad
9、Junta de anillo de sellado
10, Terminal positivo de control de temperatura PTC
11、Cáscara de la batería, placa de cubierta, pieza única
Clasificación de la batería de litio:
A, de acuerdo con los diferentes materiales de cátodo se dividen en: hierro de litio, cobalto de litio, baterías de manganeso de litio
Comparación de las baterías de litio-hierro, litio-manganeso, litio-cobalto y plomo-ácido
Baterías de litio hierro
1. Ventajas:
A, larga vida, larga vida de ciclo de batería de plomo-ácido de alrededor de 300 veces, mientras que la vida de ciclo de baterías de litio hierro fosfato a más de 1000 veces.
En segundo lugar, el uso de la seguridad, fosfato de hierro de litio resolver completamente el problema de ácido de cobalto de litio y ácido de manganeso de litio riesgos de seguridad, ácido de cobalto de litio y ácido de manganeso de litio en una fuerte colisión producirá una explosión en la seguridad de la vida de los consumidores, mientras que el fosfato de hierro de litio para ir a través de rigurosas pruebas de seguridad, incluso en los peores accidentes de tráfico no se producirá una explosión.
En tercer lugar, puede ser de alta corriente de 2C de carga rápida y descarga, en el cargador especial, 1,5C de carga dentro de los 40 minutos puede hacer que la batería llena, a partir de corriente de hasta 2C, y las baterías de plomo-ácido ahora no tal rendimiento.
En cuarto lugar, la resistencia a altas temperaturas, litio hierro fosfato eléctrico pico de calor de hasta 350 ℃ -500 ℃, mientras que el manganato de litio y ácido de cobalto de litio sólo en alrededor de 200 ℃.
En quinto lugar, puede ser la descarga de alta corriente (5-10C de descarga).
Sexto, sin efecto memoria. Siete, verde y protección del medio ambiente.
2. Desventajas:
En primer lugar, la densidad de vibración de material de cátodo de litio hierro fosfato es pequeño, el volumen de las baterías de litio hierro fosfato de igual capacidad es mayor que las baterías de litio manganeso y cobalto de litio y otra electricidad de iones de litio.
En segundo lugar, la mala conductividad eléctrica, la tasa de difusión de iones de litio es lenta. Cuando la alta tasa de carga y descarga, la capacidad específica real es baja, este problema es un punto difícil de limitar el desarrollo de la industria de litio hierro fosfato.
En tercer lugar, el bajo rendimiento a baja temperatura de las baterías de litio hierro fosfato. Debido a las características inherentes de los materiales de litio hierro fosfato, determinar su rendimiento a baja temperatura es inferior a otros materiales de ánodo como el manganato de litio. En general, para una sola célula (tenga en cuenta que es una sola en lugar de un paquete de baterías, para el paquete de baterías, el rendimiento a baja temperatura medido puede ser ligeramente superior, lo que está relacionado con las condiciones de disipación de calor), su tasa de retención de capacidad de 0 ℃ de aproximadamente 70 a 80%, -10 ℃ de 50 a 65%, -20 ℃ de 40 a 60%. Obviamente, este rendimiento a bajas temperaturas no cumple los requisitos de uso de las fuentes de alimentación.
Cuarto: las baterías de litio hierro fosfato tienen problemas de consistencia. La vida útil de una sola batería de litio hierro fosfato es actualmente de más de 2.000 veces, pero la vida útil del paquete de baterías se reducirá mucho, posiblemente 500 veces. Debido a que el paquete de baterías se compone de un gran número de células individuales en serie y en. Por diversas razones, la producción de la consistencia de la batería es pobre, que a su vez afecta el rendimiento y la vida útil total de la batería.
3, precio: los costes de fabricación de las baterías de litio hierro fosfato son elevados. Fosfato de hierro de litio tiene las ventajas de seguridad, protección del medio ambiente, los tiempos de ciclo de alta es, sin duda, pero los costes de fabricación actuales son relativamente altos de cobalto de litio, baterías de ácido de manganeso de litio, principalmente debido al proceso y razones técnicas, lo que resulta en la capacidad y el rendimiento del material no es alta.
Baterías de litio-manganeso
1. Precio: El material del cátodo es más barato, pero las baterías de litio-manganeso son las más baratas en el uso real.
2. Ventajas:
I. El manganato de litio es la clave del material de electrodo de la batería de iones de litio, y el manganato de litio es uno de los materiales de cátodo de iones de litio más prometedores.
II. El rendimiento del material se ha mejorado enormemente, con alta seguridad y bajo precio, por lo que tiene una amplia perspectiva de aplicación en el campo de la batería de energía. En los últimos años de investigación, se ha mejorado en cierta medida el rendimiento del ciclo del manganato de litio modificado y se ha aumentado en cierta medida la capacidad específica. El rendimiento a altas temperaturas se ha resuelto bien y se ha acelerado el ritmo de industrialización.
III. En el campo de las baterías de potencia, el manganato de litio modificado tiene mayor seguridad, menor precio y mejor densidad que el hierro de litio, lo que lo convierte en el material más prometedor para las baterías de potencia. Puede convertirse en el principal sustituto de las baterías de plomo-ácido en los próximos cinco años, convirtiéndose en la principal fuente de alimentación de arranque, fuente de alimentación UPS y fuente de alimentación de reserva, y en el jefe de las baterías secundarias.
IV. En el campo de las baterías de litio para vehículos eléctricos, en comparación con las baterías de litio-hierro-fosfato y litio-cobalto tienen una gran ventaja en términos de coste-rendimiento, es la batería de litio más utilizada para vehículos eléctricos.
3. Desventajas: capacidad específica relativamente baja, bajo ciclo de alta temperatura. La seguridad relativa al litio hierro fosfato es pobre.
Baterías de litio-cobalto
1. Precio: El precio del material del cátodo es más barato, pero las baterías de litio cobalto son más caras que las de litio manganeso en el uso real.
2. Ventajas: Es la primera generación de material comercializado para cátodos de baterías de iones de litio, y tiene muchas ventajas insustituibles: buen rendimiento de procesamiento del material, alta densidad, capacidad específica relativamente alta, estructura estable del material, buen rendimiento de ciclado, plataforma de tensión alta y estable del material, es el material para cátodos más maduro y el único comercializado, en un corto período de tiempo, especialmente en el campo de las baterías de comunicación, hay ventajas insustituibles. 2. Ventajas
3. Desventajas: caro, escasos recursos, poca seguridad y otros defectos hacen que inevitablemente sufra el destino de ser sustituido en los próximos 5 a 10 años. En la actualidad hay dos direcciones para sustituir los materiales de cobalto de litio, una es en el campo de las baterías de potencia, el manganato de litio y el ácido fosfórico de litio son los materiales más prometedores, y la segunda es en el campo de las baterías de comunicación, el níquel cobalto de litio y los materiales ternarios de níquel cobalto manganeso de litio son los materiales de cátodo más prometedores para sustituir el cobalto de litio.
Baterías de plomo-ácido:
1. Precio: bajo precio: el precio de las baterías de plomo-ácido es 1/4~1/6 del precio de otros tipos de baterías de litio.
2. Ventajas: alta corriente de descarga, buena reversibilidad de carga y descarga, amplio rango de temperaturas, materias primas abundantes y baratas, etc.
3. Desventajas: a. Hay una gran cantidad de plomo en las baterías de plomo-ácido, lo que causará contaminación secundaria al medio ambiente si se eliminan de forma inadecuada.
b. Baja densidad energética (gran volumen y peso).
Teóricamente, el rendimiento de varios materiales producidos por la batería se compara de la siguiente manera
Composición de la batería LiFePO4 LiCo Batería LiCo Batería LiMn Batería LiCoNi
C-LiFePO4 LiCoO2 LiMn2O4 Li(NiCo)O2
Requisitos de seguridad y medioambientales Óptima seguridad y más respetuosa con el medio ambiente Muy mala estabilidad, muy insegura Bastante aceptable Muy mala estabilidad, muy insegura
Tiempos de ciclo Óptimo Justo Inaceptable Justo Aceptable
Densidad energética Aceptable Buena Aceptable Óptima
Coste de utilización a largo plazo Más económico Alto Aceptable Alto
Tolerancia a la temperatura Muy buena (-40°C a 70°C) Disminución por encima de 55°C o por debajo de -20°C Disminución rápida por encima de 50°C Disminución por encima de 55°C o por debajo de -20°C
Aunque en teoría existen muchos tipos diferentes de materiales catódicos que pueden utilizarse para las baterías de ión-litio, el material catódico más utilizado en las baterías de ión-litio producidas comercialmente sigue siendo el LiCoO2. Este material está aún bastante lejos. Sin embargo, la sustitución parcial del Ni por Co para obtener LiNi1-xCoxO2 con mayor seguridad puede ser una importante dirección de desarrollo en el futuro. El LiMn2O4 con estructura de espinela y el LiMnO2 con estructura de capas se consideran uno de los candidatos a cátodo más competitivos debido a los abundantes recursos de materia prima, la evidente ventaja de precio y el alto rendimiento de seguridad. Sin embargo, el problema de la inestabilidad estructural durante la carga y la descarga será un importante tema de investigación en el futuro. La capacidad de descarga real del LiFePO4 con estructura de olivino ha alcanzado aproximadamente el 95% de la capacidad teórica, y tiene las ventajas de ser barato, de alta seguridad, de estructura estable, de no contaminar el medio ambiente, etc. Se considera que es el material de cátodo ideal para las grandes baterías de iones de litio.
En segundo lugar, según el material del electrolito se divide en: baterías de litio líquido LIB, baterías de iones de litio de estado sólido PLIB pertenece a unas baterías de iones de litio de estado sólido.
Comparación de las baterías de iones de litio:
Electrolito Caja/envase Diafragma Colector
Batería líquida de iones de litio LIB Líquido Acero inoxidable, aluminio 25μPE Cobre y papel de aluminio
Batería de iones de litio de polímero PLIB Polímero coloidal Película compuesta de aluminio/PP Sin diafragma o individual μPE cobre y papel de aluminio
Dado que la batería de polímero de iones de litio utiliza un electrolito coloidal que no gotea como un electrolito líquido, el montaje es sencillo, lo que hace que la batería en su conjunto sea ligera y delgada. También es posible utilizar una película compuesta de aluminio y plástico para fabricar la carcasa de la batería, aumentando así la capacidad específica de toda la batería; las baterías de iones de litio de polímero también pueden utilizar polímeros como material del electrodo positivo, y su relación masa-energía aumentará en más de un 50% en comparación con las actuales baterías de iones de litio líquidos. Además, las baterías de polímero de iones de litio tienen una tensión de funcionamiento y una vida útil de ciclos de carga y descarga mejores que las baterías de iones de litio líquidas. Basándose en las ventajas anteriores, las baterías de polímero de iones de litio se conocen como la próxima generación de baterías de iones de litio.
Tres, de la forma de la clasificación general de cilíndrico y cuadrado, mientras que el polímero de iones de litio también se puede hacer en cualquier forma.