Агляд літыевай батарэі |BSLBATT Аднаўляльныя крыніцы энергіі

BSLBATT Engineered Technologies выкарыстоўвае нашы дасведчаныя каманды па распрацоўцы, дызайну, якасці і вытворчасці, каб нашы кліенты маглі быць упэўнены ў тэхнічна прасунутых рашэннях для акумулятараў, якія адпавядаюць унікальным патрабаванням іх канкрэтных прыкладанняў.Мы спецыялізуемся на дызайне акумулятарных і неперезаряжаемых літыевых элементаў і акумулятарных блокаў, працуючы з рознымі хімічнымі кампанентамі літыевых элементаў, каб прапанаваць варыянты і рашэнні для патрабавальных прымянення ва ўсім свеце.

Літыевы акумулятар Тэхналогіі

Нашы шырокія вытворчыя магчымасці дазваляюць ствараць самыя простыя акумулятарныя блокі, а таксама спецыяльныя пакеты са спецыялізаванай схемай, раздымамі і корпусамі.Ад малога да вялікага аб'ёму, у нас ёсць магчымасці і галіновы вопыт, каб задаволіць унікальныя патрэбы ўсіх OEM, паколькі наша вопытная каманда інжынераў можа праектаваць, распрацоўваць, тэставаць і вырабляць індывідуальныя акумулятарныя рашэнні для канкрэтных патрэб большасці прыкладанняў.

BSLBATT прапануе гатовыя рашэнні на аснове патрабаванняў і спецыфікацый заказчыка.Мы супрацоўнічаем з вядучымі ў галіны вытворцамі элементаў для забеспячэння аптымальных рашэнняў, а таксама распрацоўваем і інтэгруем самую дасканалую электроніку кіравання і маніторынгу ў акумулятарныя блокі.

Як працуе літый-іённы акумулятар?

Літый-іённыя акумулятары выкарыстоўваюць моцны аднаўленчы патэнцыял іёнаў літыя для забеспячэння акісляльна-аднаўленчай рэакцыі, якая з'яўляецца цэнтральнай для ўсіх тэхналогій акумулятараў - аднаўленне на катодзе, акісленне на анодзе.Злучэнне станоўчых і адмоўных клем батарэі праз ланцуг аб'ядноўвае дзве паловы акісляльна-аднаўленчай рэакцыі, дазваляючы прыладзе, падлучанаму да ланцуга, атрымліваць энергію ад руху электронаў.

Нягледзячы на ​​тое, што сёння ў прамысловасці выкарыстоўваецца шмат розных тыпаў хімікатаў на аснове літыя, мы будзем выкарыстоўваць аксід літыя-кобальту (LiCoO2) — хімію, якая дазволіла літый-іённым акумулятарам замяніць нікель-кадміевыя акумулятары, якія былі нормай для спажыўцоў электронікі да 90-х — каб прадэманстраваць асноўныя хімічныя рэчывы, якія ляжаць у аснове гэтай папулярнай тэхналогіі.

Поўная рэакцыя для катода LiCoO2 і графітавага анода выглядае наступным чынам:

LiCoO2 + C ⇌ Li1-xCoO2 + LixC

Дзе прамая рэакцыя ўяўляе сабой зарадку, а зваротная - разрадку.Гэта можна разбіць на наступныя паўрэакцыі:

На станоўчым электродзе пры разрадзе адбываецца аднаўленне на катодзе (гл. зваротная рэакцыя).

LiCo3+O2 ⇌ xLi+ + Li1-xCo4+xCo3+1-xO2 + e-

На адмоўным электродзе пры разрадзе адбываецца акісленне на анодзе (гл. зваротная рэакцыя).

C + xLi+ + e- ⇌ LixC

Падчас разраду іёны літыя (Li+) рухаюцца ад адмоўнага электрода (графіту) праз электраліт (солі літыя, узважаныя ў растворы) і сепаратар да станоўчага электрода (LiCoO2).У той жа час электроны рухаюцца ад анода (графіт) да катода (LiCoO2), які падлучаны праз знешні ланцуг.Калі ўжываецца знешняя крыніца энергіі, рэакцыя змяняецца разам з ролямі адпаведных электродаў, якія зараджаюць клетку.

Што ўваходзіць у літый-іённы акумулятар

Ваша тыповая цыліндрычная ячэйка 18650, якая з'яўляецца агульным формаў-фактарам, які выкарыстоўваецца ў прамысловасці для камерцыйных прыкладанняў ад ноўтбукаў да электрамабіляў, мае OCV (напружанне холадна ланцуга) 3,7 вольт.У залежнасці ад вытворцы ён можа забяспечваць каля 20 ампер магутнасцю 3000 мАг і больш.Акумулятар будзе складацца з некалькіх элементаў і, як правіла, уключаць ахоўны мікрачып для прадухілення перазарадкі і разрадкі ніжэй мінімальнай ёмістасці, што можа прывесці да перагрэву, пажараў і выбухаў.Давайце больш падрабязна разгледзім унутраныя рэчывы клеткі.

Станоўчы электрод/катод

Ключ да распрацоўкі станоўчага электрода заключаецца ў выбары матэрыялу, які мае электрапатэнцыял большы за 2,25 В у параўнанні з чыстым металам літыя.Катодныя матэрыялы ў літый-іённых вельмі адрозніваюцца, але яны звычайна маюць слаістыя аксіды пераходнага металу літыя, як канструкцыя катода LiCoO2, якую мы даследавалі раней.Іншыя матэрыялы ўключаюць шпінелі (напрыклад, LiMn2O4) і алівіны (напрыклад, LiFePO4).

Адмоўны электрод/анод

У ідэальнай літыевай батарэі вы б выкарыстоўвалі чысты металічны літый у якасці анода, таму што ён забяспечвае аптымальнае спалучэнне нізкай малекулярнай масы і высокай удзельнай ёмістасці, магчымай для батарэі.Ёсць дзве асноўныя праблемы, якія перашкаджаюць выкарыстоўванню літыя ў якасці анода ў камерцыйных мэтах: бяспека і зваротнасць.Літый вельмі рэактыўны і схільны да катастрафічных паломак піратэхнічнага тыпу.Акрамя таго, падчас зарадкі літый не вернецца ў першапачатковы аднастайны металічны стан, а не прыме ігольчастую марфалогію, вядомую як дендрыт.Утварэнне дендрытаў можа прывесці да праколаў сепаратараў, якія могуць прывесці да шортаў.

Даследчыкі прыдумалі рашэнне, каб выкарыстаць плюсы металічнага літыя без усіх недахопаў, - гэта інтэркаляцыя літыя - працэс напластоўвання іёнаў літыя ўнутры вугляграфіту або іншага матэрыялу, каб дазволіць лёгкае перамяшчэнне іёнаў літыя ад аднаго электрода да іншага.Іншыя механізмы ўключаюць выкарыстанне анодных матэрыялаў з літыем, якія робяць зварачальныя рэакцыі больш магчымымі.Тыповыя анодныя матэрыялы ўключаюць графіт, сплавы на аснове крэмнія, волава і тытан.

Раздзяляльнік

Роля сепаратара заключаецца ў забеспячэнні пласта электрычнай ізаляцыі паміж адмоўным і станоўчым электродамі, у той жа час дазваляючы іёнам рухацца праз яго падчас зарада і разраду.Ён таксама павінен быць хімічна ўстойлівым да дэградацыі электралітам і іншымі відамі ў клетцы і дастаткова механічна трывалым, каб супрацьстаяць зносу.Звычайныя літый-іённыя сепаратары, як правіла, вельмі порыстыя па сваёй прыродзе і складаюцца з лістоў поліэтылену (PE) або поліпрапілена (PP).

Электраліт

Роля электраліта ў літый-іённай ячэйцы заключаецца ў забеспячэнні асяроддзя, праз якое іёны літыя могуць свабодна цячы паміж катодам і анодам падчас цыклаў зарада і разраду.Ідэя заключаецца ў тым, каб выбраць асяроддзе, якое адначасова з'яўляецца добрым правадніком Li+ і электронным ізалятарам.Электраліт павінен быць тэрмічнаму стабільным і хімічна сумяшчальным з іншымі кампанентамі элемента.Як правіла, солі літыя, такія як LiClO4, LiBF4 або LiPF6, суспендаваныя ў арганічным растваральніку, такім як дыэтылакарбанат, этыленкарбанат або дыметылкарбанат, служаць электралітам для звычайных літый-іённых канструкцый.

Інтэрфаза цвёрдага электраліта (SEI)

Важнай канцэпцыяй канструкцыі літый-іённых элементаў, якую трэба разумець, з'яўляецца інтэрфаза цвёрдага электраліта (SEI) — пасівацыйная плёнка, якая ўтвараецца на мяжы паміж электродам і электралітам, калі іёны Li+ рэагуюць з прадуктамі дэградацыі электраліта.Плёнка ўтвараецца на адмоўным электродзе падчас першапачатковага зарада элемента.SEI абараняе электраліт ад далейшага раскладання падчас наступных зарадак элемента.Страта гэтага пасіўнага пласта можа негатыўна паўплываць на тэрмін службы, электрычныя характарыстыкі, ёмістасць і агульны тэрмін службы элемента.З іншага боку, вытворцы выявілі, што яны могуць палепшыць прадукцыйнасць батарэі шляхам тонкай налады SEI.

Знаёмцеся з сямействам літый-іённых акумулятараў

Прывабнасць літыя як ідэальнага электроднага матэрыялу для акумулятараў прывяла да стварэння многіх відаў літый-іённых акумулятараў.Вось пяць найбольш распаўсюджаных камерцыйна даступных батарэй на рынку.

Аксід літыя-кобальту

Мы ўжо падрабязна разглядалі акумулятары LiCoO2 у гэтым артыкуле, таму што гэта самая папулярная хімія для партатыўнай электронікі, такой як мабільныя тэлефоны, ноўтбукі і электронныя камеры.LiCoO2 абавязаны сваім поспехам высокай удзельнай энергіі.Кароткі тэрмін службы, нізкая тэрмічная стабільнасць і цана кобальту прымушаюць вытворцаў пераходзіць на канструкцыі змешаных катодаў.

Аксід марганца літыя

У літый-аксід-марганцавых батарэях (LiMn2O4) выкарыстоўваюцца катоды на аснове MnO2.У параўнанні са стандартнымі батарэямі LiCoO2 батарэі LiMn2O4 менш таксічныя, каштуюць танней і больш бяспечныя ў выкарыстанні, але з меншай ёмістасцю.У той час як канструкцыі акумулятараў вывучаліся ў мінулым, сучасная прамысловасць звычайна выкарыстоўвае гэты хімічны склад для першасных элементаў (з адным цыклам), якія не перазараджаюцца і прызначаны для ўтылізацыі пасля выкарыстання.Трывалыя, высокая тэрмаўстойлівасць і працяглы тэрмін прыдатнасці робяць іх выдатнымі для электраінструментаў і медыцынскіх прыбораў.

Літый Нікель Марганец Аксід Кобальту

Часам цэлае больш, чым сума яго частак, і літый-нікель-марганца-аксід-кобальт-акумулятары (таксама вядомыя як акумулятары NCM) маюць большыя электрычныя характарыстыкі, чым LiCoO2.NCM набірае моц, балансуючы плюсы і мінусы асобных катодных матэрыялаў.Адна з самых паспяховых літый-іённых сістэм на рынку, NCM, шырока выкарыстоўваецца ў трансмісіях, такіх як электраінструменты і электронныя ровары.

Фасфат жалеза літый

Літый-жалеза-фасфатныя (LiFePO4) батарэі забяспечваюць працяглы тэрмін службы і высокую намінальную сілу току з добрай тэрмічнай стабільнасцю з дапамогай нанаструктураванага фасфатнага катоднага матэрыялу.Нягледзячы на ​​гэтыя ўдасканаленні, ён не такі энергаёмісты, як тэхналогіі змешанага кобальту, і мае самую высокую хуткасць самаразраду сярод іншых акумулятараў у гэтым спісе.Батарэі LiFePO4 папулярныя ў якасці альтэрнатывы свінцова-кіслотным у якасці аўтамабільнага стартарнага акумулятара.

Тытанат літыя

Замена графітавага анода нанакрышталямі тытаната літыя значна павялічвае плошчу паверхні анода прыкладна да 100 м2 на грам.Нанаструктураваны анод павялічвае колькасць электронаў, якія могуць працякаць па ланцугу, даючы элементам з тытаната літыя магчымасць бяспечна зараджацца і разраджацца з хуткасцю больш за 10C (у дзесяць разоў перавышае намінальную ёмістасць).Кампрамісам для таго, каб мець самы хуткі цыкл зарадкі і разрадкі літый-іённых акумулятараў, з'яўляецца адносна меншае напружанне 2,4 В на элемент, элементы тытаната літыя знаходзяцца на ніжняй частцы спектру шчыльнасці энергіі літыевых акумулятараў, але ўсё яшчэ вышэй, чым у альтэрнатыўных хімікатаў, такіх як нікелевыя батарэі. кадмій.Нягледзячы на ​​гэты недахоп, агульныя электрычныя характарыстыкі, высокая надзейнасць, тэрмаўстойлівасць і звышдоўгі тэрмін службы азначаюць, што акумулятар па-ранейшаму знаходзіць прымяненне ў электрамабілях.

Будучыня літый-іённых батарэй

Кампаніі і ўрады па ўсім свеце моцна падштурхоўваюць да далейшых даследаванняў і распрацовак літый-іённых і іншых акумулятарных тэхналогій, каб задаволіць растучы попыт на чыстую энергію і паменшыць выкіды вуглякіслага газу.Па сваёй сутнасці перарывістыя крыніцы энергіі, такія як сонца і вецер, могуць атрымаць вялікую карысць ад высокай шчыльнасці энергіі літый-іёнаў і працяглага тэрміну службы, што ўжо дапамагло тэхналогіям заняць рынак электрамабіляў.

Каб задаволіць гэты расце попыт, даследчыкі ўжо пачалі пашыраць межы існуючых літый-іённых батарэй новымі захапляльнымі спосабамі.Літый-палімерныя (Li-Po) элементы замяняюць небяспечныя вадкія электраліты на аснове солі літыя больш бяспечнымі палімернымі гелямі і напаўмокрымі канструкцыямі элементаў для параўнальных электрычных характарыстык з палепшанай бяспекай і меншым вагой.Цвёрдацельны літый - гэта найноўшая тэхналогія ў блоку, якая абяцае паляпшэнне шчыльнасці энергіі, бяспекі, тэрміну службы і агульнай даўгавечнасці са стабільнасцю цвёрдага электраліта.Цяжка прадказаць, якая тэхналогія пераможа ў барацьбе за найлепшае рашэнне для захоўвання энергіі, але літый-іённыя, напэўна, працягваюць гуляць важную ролю ў эканоміцы энергіі ў наступныя гады.

Пастаўшчык рашэнняў для захоўвання энергіі

Мы вырабляем перадавыя прадукты, спалучаючы дакладнае машынабудаванне з шырокім вопытам у галіне прымянення, каб дапамагчы кліентам у інтэграцыі рашэнняў для захоўвання энергіі ў іх прадукты.BSLBATT Engineered Technologies валодае праверанымі тэхналогіямі і вопытам інтэграцыі, каб давесці вашыя прыкладанні ад канцэпцыі да камерцыялізацыі.

Каб даведацца больш, глядзіце паведамленне ў блогу захоўванне літыевай батарэі .