Batri ityòm se yon kalite batri ki sèvi ak metal ityòm oswa alyaj ityòm kòm materyèl elektwòd negatif epi sèvi ak yon solisyon elektwolit ki pa akeuz.Premye batri ityòm prezante a te soti nan gwo envanteur Edison.
Batri ityòm - Batri ityòm
batri ityòm
Batri ityòm se yon kalite batri ki sèvi ak metal ityòm oswa alyaj ityòm kòm materyèl elektwòd negatif epi sèvi ak yon solisyon elektwolit ki pa akeuz.Premye batri ityòm prezante a te soti nan gwo envanteur Edison.
Paske pwopriyete chimik yo nan metal ityòm yo trè aktif, pwosesis la, depo ak aplikasyon nan metal ityòm gen kondisyon trè wo anviwònman an.Se poutèt sa, pil ityòm yo pa te itilize pou yon tan long.
Avèk devlopman nan teknoloji mikwo-elektwonik nan ventyèm syèk la, aparèy miniaturize yo ap ogmante chak jou, ki mete pi devan kondisyon segondè pou ekipman pou pouvwa.Lè sa a, pil ityòm yo te antre nan yon etap gwo-echèl pratik.
Li te premye itilize nan pacemakers kadyak.Paske pousantaj pwòp tèt ou-egzeyat pil ityòm yo ba anpil, vòltaj egzeyat la apik.Li fè li posib pou implant pesmekè a nan kò imen an pou yon tan long.
Batri ityòm jeneralman gen yon vòltaj nominal ki pi wo pase 3.0 vòlt epi yo pi apwopriye pou ekipman pou pouvwa sikwi entegre.Batri diyoksid Manganèz yo lajman itilize nan òdinatè, kalkilatris, kamera, ak mont.
Yo nan lòd yo devlope varyete ak pi bon pèfòmans, divès kalite materyèl yo te etidye.Lè sa a, fè pwodwi tankou pa janm anvan.Pou egzanp, ityòm souf diyoksid pil ak ityòm thionyl klori pil yo trè diferan.Materyèl aktif pozitif yo se tou yon sòlvan pou elektwolit la.Estrikti sa a sèlman prezan nan sistèm elektwochimik ki pa akeuz.Se poutèt sa, etid la nan pil ityòm te ankouraje tou devlopman nan teyori a electrochemical nan sistèm ki pa akeuz.Anplis de sa nan itilizasyon divès kalite solvang ki pa akeuz, rechèch sou pil polymère fim mens yo te pote tou.
An 1992, Sony devlope avèk siksè pil ityòm-ion.Aplikasyon pratik li yo redwi anpil pwa ak volim aparèy elektwonik pòtab tankou telefòn mobil ak òdinatè kaye.Tan an itilize anpil pwolonje.Paske pil ityòm-ion pa gen metal lou Kwòm, konpare ak pil nikèl-chromium, polisyon nan anviwònman an redwi anpil.
1. batri ityòm-ion
Lityòm-ion pil yo kounye a divize an de kategori: likid ityòm-ion pil (LIBs) ak polymère ityòm-ion pil (PLBs).Pami yo, batri a likid ityòm ion refere a batri segondè a nan ki konpoze an Li + entèkalasyon se elektwòd yo pozitif ak negatif.Elektwòd pozitif la chwazi konpoze ityòm LiCoO2 oswa LiMn2O4, ak elektwòd negatif la chwazi konpoze interlayer ityòm-kabòn.Batri ityòm-ion yo se yon fòs kondwi ideyal pou devlopman nan 21yèm syèk la akòz vòltaj opere segondè yo, ti gwosè, pwa limyè, enèji segondè, pa gen okenn efè memwa, pa gen okenn polisyon, ki ba pwòp tèt ou-egzeyat, ak lavi sik long.
2. Yon istwa kout nan devlopman batri ityòm-ion
Batri ityòm ak pil ityòm ion yo se nouvo pil gwo enèji ki devlope avèk siksè nan 20yèm syèk la.Elektwòd negatif batri sa a se metal ityòm, ak elektwòd pozitif la se MnO2, SOCL2, (CFx)n, elatriye. Li te mete nan itilizasyon pratik nan ane 1970 yo.Akòz enèji segondè li yo, vòltaj batri segondè, ranje tanperati opere lajè, ak lavi depo long, li te lajman itilize nan militè ak sivil ti aparèy elektrik, tankou telefòn mobil, òdinatè pòtab, kamera videyo, kamera, elatriye, pasyèlman. ranplase pil tradisyonèl yo..
3. Devlopman kandida ityòm-ion pil
Lityòm-ion pil yo te lajman itilize nan aparèy pòtab tankou òdinatè pòtab, kamera videyo, ak kominikasyon mobil akòz avantaj inik fonksyonèl yo.Batri ityòm-ion ki gen gwo kapasite devlope kounye a te teste nan machin elektrik, epi li estime ke li pral tounen youn nan sous prensipal pouvwa pou machin elektrik nan 21yèm syèk la, epi yo pral itilize nan satelit, ayewospasyal ak depo enèji. .
4. Fonksyon debaz batri a
(1) vòltaj sikwi louvri batri a
(2) Rezistans entèn batri a
(3) vòltaj fonksyònman batri a
(4) Chaje vòltaj
Vòltaj la chaje refere a vòltaj la aplike nan tou de bout nan batri a pa ekipman pou pouvwa ekstèn lè batri a segondè yo te chaje.Metòd debaz yo nan chaje gen ladan chaj aktyèl konstan ak chaje vòltaj konstan.Anjeneral, chaje aktyèl konstan yo itilize, ak karakteristik li yo se ke aktyèl la chaje se ki estab pandan pwosesis la chaje.Kòm chaj la ap pwogrese, materyèl aktif la refè, zòn reyaksyon elektwòd la kontinyèlman redwi, epi polarizasyon motè a ap ogmante piti piti.
(5) Kapasite batri
Kapasite batri refere a kantite elektrisite ki te jwenn nan batri a, ki anjeneral eksprime pa C, ak inite a anjeneral eksprime pa Ah oswa mAh.Kapasite se yon objektif enpòtan nan pèfòmans elektrik batri.Kapasite batri a anjeneral divize an kapasite teyorik, kapasite pratik ak kapasite rated.
Kapasite batri a detèmine pa kapasite elektwòd yo.Si kapasite elektwòd yo pa egal, kapasite batri a depann de elektwòd ki gen kapasite ki pi piti a, men li pa vle di sòm total kapasite elektwòd pozitif ak negatif yo.
(6) Fonksyon depo ak lavi batri a
Youn nan karakteristik prensipal sous enèji chimik yo se ke yo ka lage enèji elektrik lè yo itilize epi estoke enèji elektrik lè yo pa itilize.Sa yo rele fonksyon depo a se kapasite pou kenbe chaje pou batri segondè a.
Konsènan batri segondè a, lavi sèvis la se yon paramèt enpòtan pou mezire pèfòmans batri a.Yon batri segondè chaje ak egzeyate yon fwa, yo rele yon sik (oswa sik).Anba yon sèten chaj ak egzeyat kritè, kantite fwa chaje ak dechaje ke batri a ka kenbe tèt ak anvan kapasite batri a rive nan yon sèten valè yo rele sik la fonksyone nan batri a segondè.Batri ityòm-ion gen pèfòmans depo ekselan ak lavi sik long.
Batri ityòm - Karakteristik
A. Segondè dansite enèji
Pwa batri ityòm-ion a se mwatye nan batri nikèl-kadmyòm oswa nikèl-idwojèn ki gen menm kapasite, ak volim se 40-50% nikèl-kadmyòm ak 20-30% batri nikèl-idwojèn. .
B. Segondè Voltage
Vòltaj fonksyònman yon sèl batri ityòm-ion se 3.7V (valè mwayèn), ki ekivalan a twa pil nikèl-kadmyòm oswa nikèl-metal idrid ki konekte nan seri.
C. Pa gen polisyon
Batri ityòm-ion pa genyen metal danjere tankou Kadmyòm, plon, ak mèki.
D. Pa genyen ityòm metalik
Batri ityòm-ion pa genyen ityòm metalik e se poutèt sa pa sijè a règleman tankou entèdiksyon pou pote pil ityòm sou avyon pasaje yo.
E. Segondè lavi sik
Anba kondisyon nòmal, pil ityòm-ion ka gen plis pase 500 sik chaj-egzeyat.
F. Pa gen efè memwa
Efè memwa refere a fenomèn ke kapasite batri nikèl-kadmyòm redwi pandan sik la chaje ak egzeyat.Batri ityòm-ion pa gen efè sa a.
G. Vit chaje
Sèvi ak yon chajè aktyèl konstan ak vòltaj konstan ak yon vòltaj rated nan 4.2V ka konplètman chaje batri a ityòm-ion nan youn a de èdtan.
Batri ityòm - Prensip ak estrikti batri ityòm
1. Estrikti ak prensip k ap travay nan batri ityòm ion: sa yo rele batri ityòm ion la refere a yon batri segondè ki konpoze de de konpoze ki ka revèsibman entèrkalye ak deintercalate iyon ityòm kòm elektwòd pozitif ak negatif.Moun yo rele sa a batri ityòm-ion ak yon mekanis inik, ki depann sou transfè a nan iyon ityòm ant elektwòd pozitif ak negatif yo ranpli chaj batri a ak operasyon egzeyat, kòm yon "batri chèz dodine", souvan ke yo rekonèt kòm "batri ityòm". .Pran LiCoO2 kòm yon egzanp: (1) Lè batri a chaje, iyon ityòm yo deintercalated soti nan elektwòd pozitif la ak entèrkalye nan elektwòd negatif la, ak vis vèrsa lè yo dechaje.Sa a mande pou yon elektwòd yo dwe nan yon eta de ityòm entèkalasyon anvan asanble.Anjeneral, se yon oksid metal tranzisyon entèrkalasyon ityòm ki gen yon potansyèl ki pi gran pase 3V parapò ak ityòm ak ki estab nan lè a chwazi kòm elektwòd pozitif, tankou LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiFePO4.(2) Pou materyèl ki se elektwòd negatif, chwazi konpoze ityòm intercalable ki gen potansyèl ki pi pre potansyèl ityòm ke posib.Pou egzanp, divès kalite materyèl kabòn gen ladan grafit natirèl, grafit sentetik, fib kabòn, mesophase kabòn esferik, elatriye ak oksid metal, ki gen ladan SnO, SnO2, eten konpoze oksid SnBxPyOz (x = 0.4 ~ 0.6, y = 0.6 ~ 0.4, z = (2+3x+5y)/2) elatriye.
batri ityòm
2. Batri a jeneralman gen ladan: pozitif, negatif, elektwolit, séparateur, plon pozitif, plak negatif, tèminal santral, materyèl izolasyon (izolasyon), valv sekirite (sekirite), bag sele (gasket), PTC (tèminal kontwòl tanperati pozitif), ka batri.Anjeneral, moun yo plis konsène sou elektwòd la pozitif, elektwòd negatif la, ak elektwolit la.
batri ityòm
Konparezon estrikti batri ityòm-ion
Dapre diferan materyèl katod, li divize an fè ityòm, cobalt ityòm, manganèz ityòm, elatriye;
Soti nan klasifikasyon an fòm, li jeneralman divize an silendrik ak kare, ak iyon ityòm polymère kapab tou fèt nan nenpòt fòm;
Dapre diferan materyèl elektwolit yo itilize nan pil ityòm-ion, pil ityòm-ion ka divize an de kategori: pil likid ityòm-ion (LIB) ak solid-eta ityòm-ion pil.PLIB) se yon kalite batri ityòm-ion solid-eta.
elektwolit
Shell/Pake Baryè Kouran Pèseptè
Likid ityòm-ion batri likid Nerjaveèi asye, aliminyòm 25μPE papye kwiv ak papye aliminyòm polymère ityòm-ion batri koloidal polymère aliminyòm / PP fim konpoze san baryè oswa yon sèl μPE papye kwiv ak papye aliminyòm
Batri ityòm - Fonksyon pil ityòm ion
1. Dansite enèji segondè
Konpare ak pil NI / CD oswa NI / MH ki gen menm kapasite, pil ityòm-ion yo pi lejè nan pwa, ak volim enèji espesifik yo se 1.5 a 2 fwa sa yo de kalite pil sa yo.
2. Segondè vòltaj
Batri ityòm-ion sèvi ak elektwòd ityòm ki gen eleman trè elektwonegatif pou reyalize vòltaj tèminal ki wo tankou 3.7V, ki se twa fwa vòltaj pil NI/CD oswa NI/MH.
3. Ki pa polisyon, zanmitay anviwònman an
4. Long sik lavi
Lavi a depase 500 fwa
5. Kapasite chaj segondè
Lityòm-ion pil yo ka kontinyèlman egzeyate ak yon gwo kouran, se konsa ke batri sa a ka itilize nan aparèy ki gen gwo pouvwa tankou kamera ak òdinatè pòtab.
6. Ekselan sekirite
Paske nan itilize nan materyèl anod ekselan, pwoblèm nan nan kwasans ityòm dendrit pandan chaje batri se simonte, ki anpil amelyore sekirite nan ityòm-ion pil.An menm tan an, espesyal akseswa recouvrable yo chwazi pou asire sekirite batri a pandan itilizasyon.
Batri ityòm - Lityòm ion batri chaje metòd
Metòd 1. Anvan batri ityòm-ion kite faktori a, manifakti a te pote tretman deklanchman ak pre-chaje, kidonk batri ityòm-ion a gen pouvwa rezidyèl, epi batri ityòm-ion chaje dapre peryòd ajisteman an.Peryòd ajisteman sa a bezwen 3 a 5 fwa nèt.Egzeyat.
Metòd 2. Anvan chaje, batri ityòm-ion pa bezwen espesyalman egzeyate.Move egzeyat pral domaje batri a.Lè w ap chaje, eseye sèvi ak chaj dousman epi redwi chaj rapid;tan an pa ta dwe depase 24 èdtan.Se sèlman apre batri a te sibi twa a senk chaj konplè ak sik egzeyat yo pral pwodwi chimik entèn li yo konplètman "aktive" pou itilizasyon optimal.
Metòd 3. Tanpri itilize plato orijinal la oswa yon plato mak ki gen bon repitasyon.Pou pil ityòm, sèvi ak yon plato espesyal pou pil ityòm epi swiv enstriksyon yo.Sinon, batri a pral domaje oswa menm riske.
Metòd 4. Batri ki fèk achte a se ityòm ion, kidonk premye 3 a 5 fwa chaj yo jeneralman rele peryòd ajisteman an, epi li ta dwe chaje pou plis pase 14 èdtan pou asire ke aktivite ityòm iyon yo konplètman aktive.Batri ityòm-ion pa gen okenn efè memwa, men gen fò inertness.Yo ta dwe konplètman aktive asire pèfòmans nan pi bon nan aplikasyon nan lavni.
Metòd 5. Batri ityòm-ion dwe sèvi ak yon plato espesyal, otreman li ka pa rive nan eta saturation ak afekte fonksyon li.Apre chaje, evite mete li sou plato a pou plis pase 12 èdtan, epi separe batri a ak pwodwi elektwonik mobil lè li pa itilize pou yon tan long.
Ityòm batri - itilize
Avèk devlopman nan teknoloji mikwo-elektwonik nan ventyèm syèk la, aparèy miniaturize yo ap ogmante chak jou, ki mete pi devan kondisyon segondè pou ekipman pou pouvwa.Lè sa a, pil ityòm yo te antre nan yon etap gwo-echèl pratik.
Li te premye itilize nan pacemakers kadyak.Paske pousantaj pwòp tèt ou-egzeyat pil ityòm yo ba anpil, vòltaj egzeyat la apik.Li fè li posib pou implant pesmekè a nan kò imen an pou yon tan long.
Batri ityòm jeneralman gen yon vòltaj nominal ki pi wo pase 3.0 vòlt epi yo pi apwopriye pou ekipman pou pouvwa sikwi entegre.Batri diyoksid Manganèz yo lajman itilize nan òdinatè, kalkilatris, kamera, ak mont.
Egzanp aplikasyon
1. Gen anpil pake batri kòm ranplasman pou reparasyon pake batri: tankou sa yo itilize nan òdinatè kaye.Apre reparasyon, li jwenn ke lè pake batri sa a domaje, sèlman pil endividyèl yo gen pwoblèm.Li ka ranplase ak yon batri ityòm apwopriye sèl-selil.
2. Fè yon flanbo tipòtrè gwo klète Otè a yon fwa te itilize yon sèl batri ityòm 3.6V1.6AH ak yon tib emisyon limyè blan super-klere pou fè yon flanbo tipòtrè, ki fasil pou itilize, kontra enfòmèl ant ak bèl.Epi paske nan gwo kapasite batri a, li ka itilize pou demi èdtan chak swa an mwayèn, epi li te itilize pou plis pase de mwa san yo pa chaje.
3. altènatif 3V ekipman pou pouvwa
Paske vòltaj batri ityòm sèl-selil la se 3.6V.Se poutèt sa, sèlman yon sèl batri ityòm ka ranplase de pil òdinè pou bay pouvwa ti aparèy nan kay la tankou radyo, walkman, kamera, elatriye, ki se pa sèlman limyè nan pwa, men tou, dire pou yon tan long.
Lityòm-ion batri anod materyèl - ityòm titanate
Li ka konbine avèk ityòm manganat, materyèl ternary oswa ityòm fè fosfat ak lòt materyèl pozitif yo fòme 2.4V oswa 1.9V ityòm ion segondè pil.Anplis de sa, li kapab tou itilize kòm yon elektwòd pozitif pou fòme yon batri ityòm 1.5V ak metal ityòm oswa ityòm alyaj negatif elektwòd segondè batri.
Akòz sekirite segondè, estabilite segondè, lonjevite ak karakteristik vèt nan titanat ityòm.Li ka prevwa ke materyèl ityòm titanat pral vin materyèl elektwòd negatif nan yon nouvo jenerasyon pil ityòm ion nan 2-3 ane epi yo dwe lajman ki itilize nan nouvo machin pouvwa, motosiklèt elektrik ak moun ki mande sekirite segondè, estabilite segondè ak sik long.jaden aplikasyon.Vòltaj fonksyònman batri ityòm titanat se 2.4V, vòltaj ki pi wo a se 3.0V, ak aktyèl la chaje se jiska 2C.
Konpozisyon batri ityòm titanate
Elektwòd pozitif: ityòm fè fosfat, ityòm manganate oswa materyèl ternary, ityòm nikèl manganat.
Elektwòd negatif: materyèl ityòm titanat.
Baryè: baryè batri ityòm aktyèl la ak kabòn kòm elektwòd negatif.
Elektwolit: elektwolit batri ityòm ak kabòn kòm elektwòd negatif la.
Ka batri: ka batri ityòm ak kabòn kòm elektwòd negatif la.
Avantaj ki genyen nan pil ityòm titanat: chwazi machin elektrik pou ranplase machin gaz se pi bon chwa pou rezoud polisyon nan anviwònman an.Pami yo, pil ityòm-ion te atire anpil atansyon chèchè yo.Yo nan lòd yo satisfè kondisyon yo nan machin elektrik pou batri ityòm-ion pouvwa abò, rechèch ak devlopman materyèl negatif ak sekirite segondè, bon pèfòmans pousantaj ak lonjevite yo se tach cho li yo ak difikilte.
Komèsyal ityòm-ion batri negatif elektwòd sitou itilize materyèl kabòn, men gen toujou kèk dezavantaj nan aplikasyon an nan pil ityòm lè l sèvi avèk kabòn kòm elektwòd negatif:
1. Dendrit ityòm yo fasil presipite pandan surcharge, sa ki lakòz yon kous kout nan batri a ak afekte fonksyon an sekirite nan batri a ityòm;
2. Li fasil pou fòme fim SEI, sa ki lakòz chaj inisyal ki ba ak pouvwa egzeyat ak gwo kapasite irevokabl;
3. Sa vle di, vòltaj platfòm la nan materyèl kabòn se ba (tou pre metal ityòm), epi li fasil lakòz dekonpozisyon elektwolit la, ki pral pote risk sekirite.
4. Nan pwosesis la nan ityòm ion ensèsyon ak ekstraksyon, volim nan chanje anpil, ak estabilite sik la se pòv.
Konpare ak materyèl kabòn, Spinel-kalite Li4Ti5012 gen avantaj enpòtan:
1. Li se materyèl zewo-souch e li gen bon pèfòmans sikilasyon;
2. Vòltaj la egzeyat se ki estab, ak elektwolit la pa pral dekonpoze, amelyore pèfòmans nan sekirite nan pil ityòm;
3. Konpare ak materyèl anod kabòn, titanat ityòm gen yon gwo koyefisyan difizyon ityòm ion (2 * 10-8cm2 / s), epi yo ka chaje ak egzeyate nan yon pousantaj segondè.
4. Potansyèl ityòm titanat pi wo pase ityòm metal pi, epi li pa fasil pou jenere ityòm dendrites, ki bay yon baz pou asire sekirite pil ityòm yo.
sikwi antretyen
Li konsiste de de tranzistò efè jaden ak yon blòk entegre antretyen devwe S-8232.Tib kontwòl surcharge FET2 ak tib kontwòl overdischarge FET1 konekte an seri ak kous la, epi vòltaj batri a kontwole ak kontwole pa antretyen IC la.Lè vòltaj batri a monte a 4.2V, tib antretyen twòp chaj FET1 la fèmen, epi chaje a sispann.Yo nan lòd pou fè pou evite fonksyone byen, yon kondansateur reta jeneralman ajoute nan kous la ekstèn.Lè batri a nan yon eta dechaje, vòltaj batri a desann a 2.55.
Lè poste: Mar-30-2023