Lithiumbatterien sind wiederaufladbare Batterien, die Graphit oder andere Kohlenstoffmaterialien als negative Elektrode und lithiumhaltige Verbindungen als positive Elektrode verwenden. Es ist eine Art Batterie, die Lithiummetall oder eine Lithiumlegierung als positives/negatives Elektrodenmaterial verwendet und eine nichtwässrige Elektrolytlösung verwendet.
Die Entwicklung von Lithiumbatterien
Das erste Patent zu Lithium-Ionen-Batterien wurde 1981 veröffentlicht.
1992 begann SONY mit der Massenproduktion ziviler Lithium-Ionen-Batterien.
1998 wurde eine große Anzahl quadratischer Lithium-Ionen-Batterien auf den Markt gebracht, die einen großen Marktanteil einnahmen.
1999 begann in China die Massenproduktion von Lithium-Ionen-Batterien.
Die Klassifizierung von Lithiumbatterien
Klassifizierung nach Form
Zylindrische Lithiumbatterie
Zylindrischer Lithium-Ionen-Akku, sein Modellname ist im Allgemeinen 5-stellig, die ersten zwei Ziffern sind der Durchmesser des Akkus, die mittleren zwei Ziffern sind die Höhe des Akkus und die letzte Ziffer 0 steht für eine zylindrische Form in Millimetern.
Die am häufigsten verwendeten zylindrischen Lithiumbatterien:
- 18650 Lithiumbatterie
- 14500 Lithiumbatterie
- 18500 Lithiumbatterie
- 21700 Lithiumbatterie
- 26650 Lithiumbatterie
- 32650 (32700) Lithiumbatterie
Quadratische Lithiumbatterie
Quadratische Lithiumbatterien beziehen sich normalerweise auf quadratische Lithiumbatterien mit Aluminiumgehäuse oder Stahlgehäuse, die in der Exploration und Kartierung, in medizinischen Geräten und in tragbaren Testgeräten weit verbreitet sind.
Klassifizierung nach Schale
Lithiumbatterie im Stahlgehäuse
Die meisten der frühen Lithium-Ionen-Batterien hatten Stahlgehäuse. Aufgrund des hohen Gewichts der Stahlhülle und der geringen Sicherheit, aber der starken Stabilität des Stahls, optimierten viele Hersteller in der späteren Zeit die Konstruktionsstruktur durch Sicherheitsventile, PTC und andere Geräte, was die Sicherheitsleistung erheblich erhöhte. Und einige ersetzen direkt die Stahlhülle durch eine Aluminiumhülle und ein weiches Paket, wie z. B. der aktuelle Handy-Akku.
Lithiumbatterie mit Aluminiumgehäuse
Lithium-Ionen-Batterien mit Aluminiumhülle sind aufgrund ihres geringeren Gewichts und ihrer Sicherheit etwas besser als Lithium-Ionen-Batterien mit Stahlhülle.
Lithium-Batterie mit flexibler Verpackung
Aufgrund ihres geringen Gewichts, der geringen Kosten für das Öffnen der Form und der hohen Sicherheit bauen Lithium-Ionen-Batterien mit flexibler Verpackung ihren Marktanteil allmählich aus.
Klassifizierung nach Material der positiven Elektrode
Derzeit werden in Lithium-Ionen-Batterien vier Arten von Kathodenmaterialien verwendet:
- Lithium-Kobaltoxid-Batterie
- Lithium-Manganat-Batterie
- Lithium-Eisenphosphat-Batterie
- Nickel-Kobalt-Mangan-Lithiumbatterie (ternär).
| Projekt | Lithium-Kobaltoxid-Batterie | Nickel-Kobalt-Mangan (ternär) | Lithium-Manganoxid | Lithium-Eisen-Phosphat |
| Klopfdichte (g/cm3) | 2.8~3.0 | 2.0~2.3 | 2.2~2.4 | 1.0~1.4 |
| Spezifische Oberfläche (m2/g) | 0,4 ~ 0,6 | 0,2 ~ 0,4 | 0,4 ~ 0,8 | 12~20 |
| Gramm Kapazität (mAh /g) | 135~140 | 140~180 | 90 ~ 100 | 130~140 |
| Spannungsplattform (V) | 3.7 | 3.6 | 3.7 | 3.2 |
| Zyklusleistung | ≥500 mal | ≥500 mal | ≥300 mal | ≥2000 mal |
| Sicherheitsleistung | Unterschied | besser | Gut | exzellent |
| Anwendbare Felder | Kleine und mittlere Batterien | Kleine Batterie/kleine Powerbatterie | Power Battery, eine kostengünstige Batterie | Power-Akku / Netzteil mit hoher Kapazität |
Klassifizierung nach Elektrolyt
Flüssige Lithium-Ionen-Batterien
Die flüssige Lithium-Ionen-Batterie verwendet einen flüssigen Elektrolyten, und der Elektrolyt ist ein organisches Lösungsmittel + Lithiumsalz.
Rd
Die Polymer-Lithium-Ionen-Batterie wird durch einen Festpolymer-Elektrolyten ersetzt. Dieses Polymer kann "trocken" oder "kolloidal" sein. Gegenwärtig werden die meisten kolloidalen Polymerelektrolyte verwendet. Die Matrix des Polymers besteht hauptsächlich aus HFP-PVDF, PEO, PAN und PMMA.
All-Solid-State-Lithium-Ionen-Akku
„All-Solid-State-Lithiumbatterie“ ist eine Lithiumbatterie, bei der die im Arbeitstemperaturbereich verwendeten Elektroden- und Elektrolytmaterialien fest sind und keine flüssigen Bestandteile enthalten, daher lautet die vollständige Bezeichnung „All-Solid-State-Elektrolyt-Lithiumbatterie“. “.
Anwendungsgebiete von Lithiumbatterien
Konsumgüter
Wird hauptsächlich in digitalen Produkten, Mobiltelefonen, mobiler Stromversorgung, Notebooks und anderen elektronischen Geräten verwendet. Üblicherweise werden 18650-Lithiumbatterien und Lithium-Polymer-Batterien verwendet.
Industrieller Bereich
Wird hauptsächlich in der medizinischen Elektronik, photovoltaischen Energiespeicherung, Eisenbahninfrastruktur, Sicherheitskommunikation, Exploration und Kartierung und anderen Bereichen verwendet. Üblicherweise werden Energiespeicher-/Power-Lithiumbatterien, Lithium-Eisenphosphat-Batterien, Polymer-Lithium-Batterien und 18650-Lithium-Batterien verwendet.
Spezielles Feld
Hauptsächlich verwendet in Luft- und Raumfahrt, Schiffen, Satellitennavigation, Hochenergiephysik und anderen Bereichen. Üblicherweise werden Ultratieftemperatur-Lithiumbatterien, Hochtemperatur-Lithiumbatterien, Lithiumtitanatbatterien, explosionsgeschützte Lithiumbatterien usw. verwendet.
Lithium-Batterie-Parameter
Stromspannung
Standardspannung
Die Potentialdifferenz zwischen den positiven und negativen Elektroden der Lithiumbatterie wird als Nennspannung der Lithiumbatterie bezeichnet. Die Nennspannung wird durch das Elektrodenpotential des Plattenmaterials und die Konzentration des Innenelektrolyten bestimmt.
Leerlaufspannung
Die Klemmenspannung der Lithiumbatterie im Leerlaufzustand wird als Leerlaufspannung bezeichnet. Die Leerlaufspannung einer Lithiumbatterie ist gleich der Differenz zwischen dem Reduktionselektrodenpotential der positiven Elektrode und dem negativen Elektrodenpotential der Lithiumbatterie.
Betriebsspannung
Die Arbeitsspannung bezeichnet die während des Entladevorgangs angezeigte Spannung, nachdem die Lithium-Batterie an die Last angeschlossen wurde, auch Entladespannung genannt. Die Arbeitsspannung zu Beginn der Entladung der Lithiumbatterie wird als Anfangsspannung bezeichnet.
Empfohlene Spannung für Lithiumbatterien:
- 12-V-Lithiumbatterie
- 24-V-Lithiumbatterie
- 36-V-Lithiumbatterie
- 48-V-Lithiumbatterie
Kapazität
Die Strommenge, die eine Lithiumbatterie unter bestimmten Entladebedingungen abgeben kann, wird als Kapazität einer Lithiumbatterie bezeichnet, die durch das Symbol C dargestellt wird. Die allgemein verwendete Einheit ist Amperestunde, abgekürzt als Amperestunde (Ah) oder Milliampere -Stunde (mAh).
Die Kapazität einer Lithiumbatterie wird durch das verwendete Kathodenmaterial, die Temperatur der Batterie, die Entladerate und die Spannung beeinflusst.
Innenwiderstand
Der Innenwiderstand der Lithiumbatterie bezieht sich auf den Widerstand, wenn der Strom durch das Innere der Lithiumbatterie fließt, und der Innenwiderstand beeinflusst die Spannung der Lithiumbatterie.
Lebensdauer
Die Zykluslebensdauer einer Lithiumbatterie wird im Allgemeinen durch die Anzahl der Verwendungen ausgedrückt, und ein Zyklus stellt einen vollständigen Lade- und Entladezyklus der Lithiumbatterie dar (d. h. die Lithiumbatterie wird von leer bis voll aufgeladen und dann entladen voll bis leer).
Hinweis: Die Zykleneigenschaften von Lithiumbatterien sind gut, und im Allgemeinen können nach 500 Zyklen etwa 80% der Kapazität aufrechterhalten werden.
Entladungsrate
Die Entladerate bezieht sich auf die Größe des Stroms der Lithiumbatterie während der Entladung, die im Allgemeinen durch C ausgedrückt und durch die Formel ausgedrückt wird:
Entladerate = Entladestrom / Nennkapazität
Hinweis: Da Lithium-Batterien organische Lösungsmittel-Elektrolyte verwenden, beträgt die Leitfähigkeit im Allgemeinen nur wenige Prozent der von Blei-Säure- oder Alkali-Batterie-Elektrolyten. Wenn daher die Lithium-Ionen-Batterie mit einem großen Strom entladen wird, ist es zu spät, um Li+ aus dem Elektrolyten wieder aufzufüllen, und es tritt ein Spannungsabfall auf.
Betriebstemperatur
Die Betriebstemperatur der Lithiumbatterie bezieht sich auf die Umgebung und die Temperatur der Batterie selbst, an die sich die Lithiumbatterie anpassen kann, wenn sie den normalen Lade- und Entladebetrieb aufrechterhalten kann.
Wenn die Lithiumbatterie eine niedrige Temperatur hat, wird die Entladungsplattform bis zu einem gewissen Grad reduziert. Bei hohen Temperaturen wird die Zyklenleistung des Akkus beeinträchtigt und der Akku schwillt leicht an. Daher wird generell empfohlen, die Batterie im Bereich von 0-40 °C zu betreiben.
Lithiumbatterie und Bleibatterie, NiMH-Batterie
| Projekt | Lithium Batterie | Blei-Säure-Batterien | NiMH-Akkus |
| Die Energiedichte (Wh /kg) | 200~260 Wh/kg | 50~70 Wh/kg | 40~70 Wh/kg |
| Leerlaufspannung (v) | 3,6 V | 2,0 V | 1,2 V |
| Lebensdauer (Zeiten) | 300-2500 | 400-600 | 300-350 |
| Ladegeschwindigkeit | schnell | langsam | sehr langsam |
| Memory-Effekt | keiner | keiner | Haben |
| Umweltleistung | weniger Verschmutzung | hohe Verschmutzung | geringe Schadstoffbelastung |
Energiespeicher-Lithium-Akkupack
Das Energiespeicher-Lithiumbatteriepaket bezieht sich auf die Verarbeitung und Montage von Lithiumbatterien, hauptsächlich auf die Verarbeitung von Zellen, Schutzplatten, BMS, Verbindungsblättern, Etikettenpapier usw. zu den von Kunden benötigten Produkten durch das Batteriepaketverfahren.
klicken Sie hier , um Sunket Energy Storage Lithium-Batterien anzuzeigen.
Sicherheitstest für Lithiumbatterien
Die besten Lithiumbatterien erfüllen den Sicherheitsstandard UL2054 (Lithiumbatterien) und bestehen die folgenden Tests:
Elektrischer Leistungstest
- Kurzschlusstest
- Abnormaler Ladetest
- Erzwungener Überladetest
- Zwangsentladungstest
- Begrenzter Spannungstest
Mechanische Prüfung
- Crush-Test
- Vibrations Test
Peripherietest
- Druckentlastungstest beim Gießen
- Brenntest
- Jet-Test
Umwelttest
- Heizungstest
- Thermischer Zyklustest
Transport von Lithiumbatterien
Transportmethoden für Lithiumbatterien umfassen Luft-, Wasser- und Landtransport. Die am häufigsten verwendeten sind Lufttransport und Seetransport.
Da Lithium ein Metall ist, das besonders anfällig für chemische Reaktionen ist, dehnt es sich leicht aus und brennt, sodass Lithiumbatterien aufgrund unsachgemäßer Verpackung und Transport leicht entzünden und explodieren können.
Verpackungsanforderungen für Lithiumbatterien:
- Es muss gemäß den geltenden Verpackungsvorschriften in das im DGR-Gefahrgutcode festgelegte UN-Spezifikationspaket verpackt und die entsprechende Nummer vollständig auf dem Packstück angebracht sein.
- Gefahrzettel der Klasse 9 müssen angebracht werden.
- Das Gefahrgutdeklarationsformular muss ausgefüllt und die entsprechende Gefahrgutbescheinigung vorgelegt werden.
Versandbedingungen für Lithiumbatterien:
- Die Batterie muss die Testanforderungen von UN 38.3 und den 1,2-m-Fallpakettest bestehen.
- Das bereitgestellte Gefahrgutdeklarationsdokument ist mit der UN-Nummer zu kennzeichnen.
- Batterien sollten vor Kurzschlüssen geschützt und in der gleichen Verpackung sein, um den Kontakt mit leitfähigen Substanzen zu verhindern, die Kurzschlüsse verursachen können.
- Um starke Vibrationen während des Transports zu vermeiden, verwenden Sie Kantenschützer, um die vertikalen und horizontalen Seiten der Palette zu schützen.
So verwenden Sie Lithium-Batterien richtig
Lithiumbatteriespeicher:
Die kritischsten Lagerbedingungen für Lithiumbatterien sind Temperatur und Feuchtigkeit. Es wird empfohlen, sie in einer Umgebung mit einer Temperatur von 20 °C zu lagern. Achten Sie auf Nässe und Feuchtigkeit und lassen Sie Lithium-Akkus nicht im entladenen Zustand. Nicht quetschen, kollidieren und nicht an Orten mit starker statischer Elektrizität und starken Magnetfeldern lagern.
Laden und Entladen von Lithiumbatterien:
Überladen Sie nicht, verwenden Sie keine minderwertigen Ladegeräte und verwenden Sie nicht blindlings Hochleistungsladegeräte. Entladen Sie nicht mehr als 80% der Batteriekapazität.
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