Le batterie al litio sono batterie ricaricabili che utilizzano grafite o altri materiali di carbonio come elettrodo negativo e composti contenenti litio come elettrodo positivo. È un tipo di batteria che utilizza litio metallico o lega di litio come materiale dell'elettrodo positivo/negativo e utilizza una soluzione elettrolitica non acquosa.
Lo sviluppo delle batterie al litio
Il primo brevetto sulle batterie agli ioni di litio è stato pubblicato nel 1981.
Nel 1992, SONY ha iniziato la produzione in serie di batterie civili agli ioni di litio.
Nel 1998 è stato immesso sul mercato un gran numero di batterie quadrate agli ioni di litio, che occupavano un'ampia quota di mercato.
Nel 1999 è iniziata in Cina la produzione in serie di batterie agli ioni di litio.
La classificazione delle batterie al litio
Classificazione per forma
Batteria al litio cilindrica
Batteria cilindrica agli ioni di litio, il nome del modello è generalmente di 5 cifre, le prime due cifre sono il diametro della batteria, le due cifre centrali sono l'altezza della batteria e l'ultima cifra 0 rappresenta una forma cilindrica, in millimetri.
Le batterie al litio cilindriche più utilizzate:
- Batteria al litio 18650
- Batteria al litio 14500
- Batteria al litio 18500
- Batteria al litio 21700
- Batteria al litio 26650
- Batteria al litio 32650 (32700).
Batteria al litio quadrata
La batteria al litio quadrata di solito si riferisce alla batteria al litio quadrata con guscio in alluminio o acciaio, che è ampiamente utilizzata nell'esplorazione e nella mappatura, nelle apparecchiature mediche e nelle apparecchiature di prova portatili.
Classificazione per conchiglia
Batteria al litio con cassa in acciaio
La maggior parte delle prime batterie agli ioni di litio aveva involucri in acciaio. A causa del peso elevato del guscio in acciaio e della scarsa sicurezza, ma della forte stabilità dell'acciaio, molti produttori hanno ottimizzato la struttura del progetto attraverso valvole di sicurezza, PTC e altri dispositivi nel periodo successivo, che ne hanno notevolmente aumentato le prestazioni di sicurezza. E alcuni sostituiscono direttamente il guscio in acciaio, utilizzando un guscio in alluminio e un pacchetto morbido, come l'attuale batteria del telefono cellulare.
Batteria al litio con guscio in alluminio
Le batterie agli ioni di litio con guscio in alluminio sono leggermente migliori rispetto alle batterie agli ioni di litio con guscio in acciaio grazie al loro peso più leggero e alla sicurezza.
Batteria al litio da imballaggio flessibile
Grazie alla leggerezza, al basso costo di apertura dello stampo e all'elevata sicurezza, le batterie agli ioni di litio con imballaggio flessibile stanno gradualmente espandendo la loro quota di mercato.
Classificazione in base al materiale dell'elettrodo positivo
Esistono attualmente quattro tipi di materiali catodici utilizzati nelle batterie agli ioni di litio:
- Batteria al litio cobalto ossido
- Batteria al litio manganato
- Batteria al litio ferro fosfato
- Batteria al litio nichel cobalto manganese (ternario).
| Progetto | Batteria al litio cobalto ossido | Nichel Cobalto Manganese (ternario) | Ossido di litio manganese | Litio Ferro Fosfato |
| Densità del rubinetto (g/cm3) | 2.8～3.0 | 2.0～2.3 | 2.2～2.4 | 1.0～1.4 |
| Superficie specifica (m2/g) | 0.4～0.6 | 0.2～0.4 | 0,4～0,8 | 12～20 |
| Capacità in grammi (mAh /g) | 135～140 | 140～180 | 90～100 | 130～140 |
| Piattaforma di tensione (V) | 3.7 | 3.6 | 3.7 | 3.2 |
| Prestazioni del ciclo | ≥500 volte | ≥500 volte | ≥300 volte | ≥2000 volte |
| Prestazioni di sicurezza | Differenza | Meglio | Bene | eccellente |
| Campi applicabili | Batterie piccole e medie | Batteria piccola/batteria di piccola potenza | Power Battery, una batteria a basso costo | Batteria di alimentazione/alimentatore super-capacità |
Classificazione per elettrolita
Batterie agli ioni di litio liquide
La batteria agli ioni di litio liquida utilizza un elettrolita liquido e l'elettrolita è un solvente organico + sale di litio.
Rd
La batteria polimerica agli ioni di litio è sostituita da un elettrolita polimerico solido. Questo polimero può essere "secco" o "colloidale". Attualmente vengono utilizzati la maggior parte degli elettroliti colloidali polimerici. La matrice del polimero è principalmente HFP-PVDF, PEO, PAN e PMMA.
Batteria agli ioni di litio completamente allo stato solido
"Batteria al litio a stato solido" è una batteria al litio in cui gli elettrodi e i materiali elettrolitici utilizzati nell'intervallo di temperatura di lavoro sono solidi e non contengono componenti liquidi, quindi il nome completo è "batteria al litio elettrolitica a stato solido" ”.
Aree di applicazione delle batterie al litio
Beni di consumo
Utilizzato principalmente in prodotti digitali, telefoni cellulari, alimentazione mobile, notebook e altre apparecchiature elettroniche. Comunemente utilizzate sono le batterie al litio 18650 e le batterie ai polimeri di litio.
Campo industriale
Utilizzato principalmente in elettronica medica, accumulo di energia fotovoltaica, infrastrutture ferroviarie, comunicazioni di sicurezza, esplorazione e mappatura e altri campi. Comunemente utilizzate sono le batterie al litio di accumulo/alimentazione dell'energia, le batterie al litio ferro fosfato, le batterie ai polimeri di litio e le batterie al litio 18650.
Campo speciale
Utilizzato principalmente in aerospaziale, navi, navigazione satellitare, fisica delle alte energie e altri campi. Sono comunemente utilizzate batterie al litio a temperatura ultra bassa, batterie al litio ad alta temperatura, batterie al litio titanato, batterie al litio antideflagranti, ecc.
Parametri della batteria al litio
Voltaggio
Tensione standard
La differenza di potenziale tra gli elettrodi positivi e negativi della batteria al litio è chiamata tensione nominale della batteria al litio. La tensione nominale è determinata dal potenziale dell'elettrodo del materiale della piastra e dalla concentrazione dell'elettrolita interno.
Tensione a circuito aperto
La tensione del terminale della batteria al litio nello stato a circuito aperto è chiamata tensione a circuito aperto. La tensione a circuito aperto di una batteria al litio è uguale alla differenza tra il potenziale dell'elettrodo di riduzione dell'elettrodo positivo e il potenziale dell'elettrodo negativo della batteria al litio.
Tensione di esercizio
La tensione di lavoro si riferisce alla tensione visualizzata durante il processo di scarica dopo che la batteria al litio è stata collegata al carico, nota anche come tensione di scarica. La tensione di lavoro all'inizio della scarica della batteria al litio è chiamata tensione iniziale.
Voltaggio consigliato per batterie al litio:
- Batteria al litio 12V
- Batteria al litio 24V
- Batteria al litio 36V
- Batteria al litio 48V
Capacità
La quantità di elettricità che una batteria al litio può fornire in determinate condizioni di scarica è chiamata capacità di una batteria al litio, rappresentata dal simbolo C. L'unità comunemente usata è l'ampere-ora, abbreviato in ampere-ora (Ah) o milliampere -ora (mAh).
La capacità di una batteria al litio è influenzata dal materiale catodico utilizzato, dalla temperatura della batteria, dalla velocità di scarica e dalla tensione.
Resistenza interna
La resistenza interna della batteria al litio si riferisce alla resistenza quando la corrente passa attraverso l'interno della batteria al litio e la resistenza interna influenzerà la tensione della batteria al litio.
Ciclo di vita
Il ciclo di vita di una batteria al litio è generalmente espresso dal numero di volte di utilizzo, e un ciclo rappresenta un ciclo completo di carica e scarica della batteria al litio (ovvero, la batteria al litio viene caricata da scarica a piena e quindi scaricata da da pieno a vuoto).
Nota: le caratteristiche del ciclo delle batterie al litio sono buone e, in generale, è possibile mantenere circa 80% della capacità dopo 500 cicli.
Tasso di scarico
La velocità di scarica si riferisce all'entità della corrente della batteria al litio durante la scarica, generalmente espressa da C, ed espressa dalla formula:
Velocità di scarica = corrente di scarica / capacità nominale
Nota: poiché le batterie al litio utilizzano elettroliti a base di solventi organici, la conduttività è generalmente solo una piccola percentuale di quella degli elettroliti delle batterie alcaline o al piombo. Pertanto, quando la batteria agli ioni di litio viene scaricata con una corrente elevata, è troppo tardi per reintegrare Li+ dall'elettrolita e si verificherà una caduta di tensione.
Temperatura di esercizio
La temperatura di funzionamento della batteria al litio si riferisce all'ambiente e alla temperatura della batteria stessa a cui la batteria al litio può adattarsi quando può mantenere il normale funzionamento di carica e scarica.
Quando la batteria al litio è a bassa temperatura, la piattaforma di scarica si riduce in una certa misura. Quando la temperatura è alta, le prestazioni del ciclo della batteria ne risentiranno e la batteria si gonfierà leggermente. Pertanto, si consiglia generalmente che la batteria funzioni nell'intervallo 0-40 °C.
Batteria al litio e batteria al piombo, batteria NiMH
| Progetto | Batteria al litio | Batterie al piombo | Batterie NiMh |
| La densità energetica (wh/kg) | 200~260wh/kg | 50~70wh/kg | 40~70wh/kg |
| Tensione a circuito aperto (v) | 3,6 V | 2,0 V | 1,2 V |
| Ciclo di vita (volte) | 300-2500 | 400-600 | 300-350 |
| velocità di ricarica | presto | lento | molto lento |
| effetto memoria | nessuno | nessuno | Avere |
| Prestazioni ambientali | meno inquinamento | alto inquinamento | basso inquinamento |
Batteria al litio per accumulo di energia
Il pacco batteria al litio per accumulo di energia si riferisce alla lavorazione e all'assemblaggio di batterie al litio, principalmente per elaborare celle, schede di protezione, BMS, fogli di collegamento, carta per etichette, ecc. nei prodotti richiesti dai clienti attraverso il processo PACK batteria.
clicca qui per visualizzare le batterie al litio Sunket Energy Storage.
Test di sicurezza della batteria al litio
Le migliori batterie al litio soddisfano lo standard di sicurezza UL2054 (batterie al litio) e completano i seguenti test:
Prova delle prestazioni elettriche
- Prova di cortocircuito
- Test di ricarica anomalo
- Test di sovraccarico forzato
- Prova di scarica forzata
- Prova di tensione limitata
Prova meccanica
- Prova di schiacciamento
- Prova di vibrazione
Prova periferica
- Prova di rilascio della pressione di colata
- Prova di combustione
- Prova a getto
Prova ambientale
- Prova di riscaldamento
- Prova del ciclo termico
Trasporto di batterie al litio
I metodi di trasporto delle batterie al litio includono il trasporto aereo, idrico e terrestre. I più comunemente usati sono il trasporto aereo e il trasporto marittimo.
Poiché il litio è un metallo particolarmente soggetto a reazioni chimiche, è facile espandersi e bruciare, quindi le batterie al litio sono soggette a combustione ed esplosione a causa di imballaggio e trasporto impropri.
Requisiti di imballaggio per le batterie al litio:
- Deve essere imballato nel pacchetto delle specifiche ONU specificato nel codice per merci pericolose DGR in conformità con le istruzioni di imballaggio applicabili e il numero corrispondente deve essere completamente visualizzato sul pacchetto.
- Devono essere apposte le etichette di pericolo di classe 9.
- Il modulo di dichiarazione di merci pericolose deve essere compilato e deve essere fornito il corrispondente certificato di colli pericolosi.
Requisiti di spedizione per le batterie al litio:
- La batteria deve superare i requisiti del test UN 38.3 e il test del pacchetto di caduta da 1,2 m.
- Il documento di dichiarazione di merci pericolose fornito deve essere contrassegnato con il numero ONU.
- Le batterie devono essere protette contro i cortocircuiti e nella stessa confezione per evitare il contatto con sostanze conduttive che possono causare cortocircuiti.
- Per evitare forti vibrazioni durante la movimentazione, utilizzare protezioni angolari per proteggere i lati verticali e orizzontali del pallet.
Come utilizzare correttamente le batterie al litio
Stoccaggio batteria al litio:
Le condizioni di conservazione più critiche per le batterie al litio sono la temperatura e l'umidità. Si consiglia di conservarli in un ambiente con una temperatura di 20 °C. Prestare attenzione all'umidità e all'umidità e non lasciare le batterie al litio in uno stato di esaurimento. Non schiacciare, urtare e non conservare in luoghi con forte elettricità statica e forti campi magnetici.
Carica e scarica della batteria al litio:
Non sovraccaricare, non utilizzare caricabatterie di qualità inferiore e non utilizzare ciecamente caricabatterie ad alta velocità. Non scaricare più di 80% della capacità della batteria.
Italiano 
English 
Español 
Deutsch 
Français 
Polski 
Română