Baterie litowe to akumulatory, które wykorzystują grafit lub inne materiały węglowe jako elektrodę ujemną i związki zawierające lit jako elektrodę dodatnią. Jest to rodzaj baterii, która wykorzystuje lit metaliczny lub stop litu jako materiał elektrody dodatniej/ujemnej i wykorzystuje niewodny roztwór elektrolitu.
Rozwój baterii litowych
Pierwszy patent na baterie litowo-jonowe został opublikowany w 1981 roku.
W 1992 roku firma SONY rozpoczęła masową produkcję cywilnych akumulatorów litowo-jonowych.
W 1998 roku wprowadzono na rynek dużą liczbę kwadratowych akumulatorów litowo-jonowych, zajmując duży udział w rynku.
W 1999 roku w Chinach rozpoczęła się masowa produkcja akumulatorów litowo-jonowych.
Klasyfikacja baterii litowych
Klasyfikacja według kształtu
Cylindryczna bateria litowa
Cylindryczna bateria litowo-jonowa, jej nazwa modelu składa się zazwyczaj z 5 cyfr, pierwsze dwie cyfry to średnica baterii, dwie środkowe cyfry to wysokość baterii, a ostatnia cyfra 0 reprezentuje cylindryczny kształt w milimetrach.
Najczęściej stosowane cylindryczne baterie litowe:
- Bateria litowa 18650
- 14500 bateria litowa
- 18500 bateria litowa
- Bateria litowa 21700
- 26650 bateria litowa
- 32650 (32700) bateria litowa
Kwadratowa bateria litowa
Kwadratowa bateria litowa zwykle odnosi się do aluminiowej skorupy lub stalowej kwadratowej baterii litowej, która jest szeroko stosowana w eksploracji i mapowaniu, sprzęcie medycznym i przenośnym sprzęcie testującym.
Klasyfikacja według powłoki
Bateria litowa w stalowej obudowie
Większość wczesnych akumulatorów litowo-jonowych miała stalowe obudowy. Ze względu na duży ciężar stalowej skorupy i słabe bezpieczeństwo, ale dużą stabilność stali, wielu producentów zoptymalizowało konstrukcję konstrukcji za pomocą zaworów bezpieczeństwa, PTC i innych urządzeń w późniejszym okresie, co znacznie zwiększyło jej bezpieczeństwo. A niektóre bezpośrednio zastępują stalową skorupę, używając aluminiowej skorupy i miękkiego opakowania, takiego jak obecna bateria telefonu komórkowego.
Bateria litowa z aluminiową powłoką
Akumulatory litowo-jonowe z aluminiową powłoką są nieco lepsze niż akumulatory litowo-jonowe ze stalową powłoką ze względu na ich mniejszą wagę i bezpieczeństwo.
Elastyczne opakowanie baterii litowej
Ze względu na swoją lekkość, niski koszt otwarcia formy i wysokie bezpieczeństwo, elastyczne opakowania akumulatorów litowo-jonowych stopniowo zwiększają swój udział w rynku.
Klasyfikacja według materiału elektrody dodatniej
Obecnie w akumulatorach litowo-jonowych stosuje się cztery rodzaje materiałów katodowych:
- Bateria litowo-kobaltowo-tlenkowa
- Bateria litowo-manganianowa
- Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy
- Niklowo-kobaltowo-manganowa (trójskładnikowa) bateria litowa
| Projekt | Bateria litowo-kobaltowo-tlenkowa | Nikiel Kobalt Mangan (trójskładnikowy) | Tlenek manganu litu | Fosforan litowo-żelazowy |
| Gęstość z usadem (g/cm3) | 2,8～3,0 | 2,0 ～ 2,3 | 2,2 ～ 2,4 | 1,0 ~ 1,4 |
| Powierzchnia właściwa (m2/g) | 0,4 ~ 0,6 | 0,2 ~ 0,4 | 0,4 ~ 0,8 | 12 ~ 20 |
| Pojemność w gramach (mAh /g) | 135～140 | 140～180 | 90～100 | 130～140 |
| Platforma napięcia (V) | 3.7 | 3.6 | 3.7 | 3.2 |
| Wydajność cyklu | ≥500 razy | ≥500 razy | ≥300 razy | ≥2000 razy |
| Wydajność bezpieczeństwa | Różnica | lepsza | Dobry | doskonały |
| Obowiązujące pola | Małe i średnie akumulatory | Mała bateria/mała bateria | Power Battery, tani akumulator | Zasilanie bateryjne/zasilacz o dużej pojemności |
Klasyfikacja według elektrolitu
Płynne akumulatory litowo-jonowe
Ciekły akumulator litowo-jonowy wykorzystuje ciekły elektrolit, a elektrolitem jest rozpuszczalnik organiczny + sól litu.
R & D
Polimerowy akumulator litowo-jonowy został zastąpiony stałym elektrolitem polimerowym. Ten polimer może być „suchy” lub „koloidalny”. Obecnie stosuje się większość polimerowych elektrolitów koloidalnych. Matryca polimeru to głównie HFP-PVDF, PEO, PAN i PMMA.
Całkowicie półprzewodnikowy akumulator litowo-jonowy
„W pełni półprzewodnikowa bateria litowa” to bateria litowa, w której elektrody i materiały elektrolitowe stosowane w zakresie temperatur roboczych są stałe i nie zawierają żadnych składników płynnych, więc pełna nazwa to „całkowicie stała bateria litowa z elektrolitem ”.
Obszary zastosowań baterii litowych
Dobra konsumpcyjne
Stosowany głównie w produktach cyfrowych, telefonach komórkowych, zasilaczach mobilnych, notebookach i innym sprzęcie elektronicznym. Powszechnie stosowane są baterie litowe 18650 i baterie litowo-polimerowe.
Pole przemysłowe
Stosowany głównie w elektronice medycznej, magazynowaniu energii fotowoltaicznej, infrastrukturze kolejowej, komunikacji bezpieczeństwa, eksploracji i mapowaniu oraz w innych dziedzinach. Powszechnie stosowane są akumulatory litowe do przechowywania/zasilania energii, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe, akumulatory litowo-polimerowe i akumulatory litowe 18650.
Specjalne pole
Stosowany głównie w lotnictwie, statkach, nawigacji satelitarnej, fizyce wysokich energii i innych dziedzinach. Powszechnie stosowane są baterie litowe o bardzo niskiej temperaturze, wysokotemperaturowe baterie litowe, baterie litowo-tytanowe, przeciwwybuchowe baterie litowe itp.
Parametry baterii litowej
Napięcie
Standardowe napięcie
Różnica potencjałów między elektrodami dodatnimi i ujemnymi baterii litowej nazywana jest napięciem znamionowym baterii litowej. Napięcie nominalne jest określone przez potencjał elektrody materiału płytki i stężenie wewnętrznego elektrolitu.
Napięcie obwodu otwartego
Napięcie na zaciskach baterii litowej w stanie obwodu otwartego nazywane jest napięciem obwodu otwartego. Napięcie obwodu otwartego baterii litowej jest równe różnicy między potencjałem elektrody redukcyjnej elektrody dodatniej a potencjałem elektrody ujemnej baterii litowej.
Napięcie robocze
Napięcie robocze odnosi się do napięcia wyświetlanego podczas procesu rozładowania po podłączeniu baterii litowej do obciążenia, znanego również jako napięcie rozładowania. Napięcie robocze na początku rozładowania baterii litowej nazywane jest napięciem początkowym.
Zalecane napięcie dla baterii litowych:
- Bateria litowa 12V
- Bateria litowa 24 V
- Bateria litowa 36 V
- Bateria litowa 48 V
Pojemność
Ilość energii elektrycznej, jaką może wytworzyć bateria litowa w określonych warunkach rozładowania, nazywa się pojemnością baterii litowej, która jest reprezentowana przez symbol C. Powszechnie używaną jednostką jest amperogodzina, w skrócie amperogodzina (Ah) lub miliamper -godzina (mAh).
Na pojemność baterii litowej ma wpływ zastosowany materiał katody, temperatura baterii, szybkość rozładowania i napięcie.
Opór wewnętrzny
Rezystancja wewnętrzna baterii litowej odnosi się do rezystancji, gdy prąd przepływa przez wnętrze baterii litowej, a rezystancja wewnętrzna wpływa na napięcie baterii litowej.
Cykl życiowy
Cykl życia baterii litowej jest ogólnie wyrażany liczbą użyć, a jeden cykl reprezentuje pełny cykl ładowania i rozładowania baterii litowej (to znaczy, że bateria litowa jest ładowana od wyczerpania do pełna, a następnie rozładowywana z pełny do pustego).
Uwaga: Charakterystyka cyklu baterii litowych jest dobra i ogólnie około 80% pojemności można utrzymać po 500 cyklach.
Szybkość rozładowania
Szybkość rozładowania odnosi się do wielkości prądu baterii litowej podczas rozładowywania, która jest ogólnie wyrażana przez C i wyrażana wzorem:
Szybkość rozładowania = prąd rozładowania / pojemność znamionowa
Uwaga: Ponieważ w bateriach litowych stosowane są elektrolity z rozpuszczalników organicznych, przewodność wynosi zwykle tylko kilka procent przewodności elektrolitów ołowiowo-kwasowych lub alkalicznych. Dlatego, gdy akumulator litowo-jonowy zostanie rozładowany dużym prądem, jest już za późno na uzupełnienie Li+ z elektrolitu i nastąpi spadek napięcia.
Temperatura robocza
Temperatura robocza baterii litowej odnosi się do otoczenia i temperatury samej baterii, do której bateria litowa może się dostosować, gdy może utrzymać normalne ładowanie i rozładowywanie.
Gdy bateria litowa ma niską temperaturę, platforma rozładowania jest do pewnego stopnia zmniejszona. Gdy temperatura jest wysoka, wpłynie to na wydajność cyklu baterii, a bateria będzie lekko puchnąć. Dlatego generalnie zaleca się, aby akumulator pracował w zakresie 0-40°C.
Akumulator litowy i akumulator kwasowo-ołowiowy, akumulator NiMH
| Projekt | Bateria litowa | Akumulatory kwasowo-ołowiowe | akumulatory NiMH |
| Gęstość energii (wh/kg) | 200~260wh/kg | 50~70wh/kg | 40~70wh/kg |
| Napięcie obwodu otwartego (v) | 3,6 V | 2,0 V | 1,2 V |
| Cykl życia (czasy) | 300-2500 | 400-600 | 300-350 |
| prędkość ładowania | szybki | powolny | bardzo wolno |
| efekt pamięci | nic | nic | Mieć |
| Wydajność środowiskowa | mniejsze zanieczyszczenie | wysokie zanieczyszczenie | niskie zanieczyszczenie |
Akumulator litowy do przechowywania energii
Akumulator litowy do przechowywania energii odnosi się do przetwarzania i montażu akumulatorów litowych, głównie do przetwarzania ogniw, płyt ochronnych, BMS, arkuszy łączących, papieru etykietowego itp. W produktach wymaganych przez klientów w procesie PACK.
Kliknij tutaj aby zobaczyć baterie litowe Sunket Energy Storage.
Test bezpieczeństwa baterii litowej
Najlepsze baterie litowe spełniają normę bezpieczeństwa UL2054 (baterie litowe) i przechodzą następujące testy:
Test wydajności elektrycznej
- Próba zwarcia
- Nieprawidłowy test ładowania
- Test wymuszonego przeładowania
- Test wymuszonego rozładowania
- Ograniczony test napięcia
Próba mechaniczna
- Test zgniatania
- Test wibracji
Test peryferyjny
- Test uwalniania ciśnienia odlewania
- Próba spalania
- Próba strumieniowa
Test środowiskowy
- Test ogrzewania
- Test cyklu termicznego
Transport baterii litowych
Metody transportu baterii litowych obejmują transport lotniczy, wodny i lądowy. Najczęściej stosowane to transport lotniczy i transport morski.
Ponieważ lit jest metalem szczególnie podatnym na reakcje chemiczne, łatwo się rozszerza i spala, dlatego baterie litowe są podatne na spalanie i wybuch z powodu niewłaściwego pakowania i transportu.
Wymagania dotyczące pakowania baterii litowych:
- Musi być zapakowany w opakowanie zgodne ze specyfikacją UN określone w Kodeksie towarów niebezpiecznych DGR zgodnie z odpowiednimi instrukcjami dotyczącymi pakowania, a odpowiedni numer musi być w całości umieszczony na opakowaniu.
- Należy umieścić etykiety zagrożenia klasy 9.
- Należy wypełnić formularz zgłoszenia towarów niebezpiecznych i przedstawić odpowiedni certyfikat opakowania niebezpiecznego.
Wymagania dotyczące wysyłki baterii litowych:
- Akumulator musi przejść wymagania testu UN 38.3 oraz test upadku z wysokości 1,2 m.
- Dostarczony dokument zgłoszenia towarów niebezpiecznych powinien być oznaczony numerem UN.
- Baterie powinny być zabezpieczone przed zwarciem iw tym samym opakowaniu, aby zapobiec kontaktowi z substancjami przewodzącymi, które mogą powodować zwarcia.
- Aby uniknąć silnych wibracji podczas przenoszenia, użyj ochraniaczy narożników, aby zabezpieczyć pionowe i poziome boki palety.
Jak prawidłowo używać baterii litowych
Przechowywanie baterii litowej:
Najbardziej krytycznymi warunkami przechowywania baterii litowych są temperatura i wilgotność. Zaleca się przechowywanie ich w środowisku o temperaturze 20°C. Zwracaj uwagę na wilgoć i wilgoć i nie pozostawiaj baterii litowych w stanie wyczerpania. Nie ściskać, nie zderzać i nie przechowywać w miejscach o silnej elektryczności statycznej i silnych polach magnetycznych.
Ładowanie i rozładowywanie baterii litowej:
Nie przeładowuj, nie używaj gorszych ładowarek i nie używaj ślepo ładowarek o dużej szybkości. Nie rozładowuj więcej niż 80% pojemności akumulatora.
Polski 
English 
Español 
Deutsch 
Français 
Italiano 
Română