Trosolwg Batri Lithiwm |Ynni Adnewyddadwy BSLBATT

Mae BSLBATT Engineered Technologies yn defnyddio ein timau Peirianneg, Dylunio, Ansawdd a Gweithgynhyrchu profiadol fel y gall ein cwsmeriaid fod yn sicr o ddatrysiadau batri datblygedig yn dechnegol sy'n bodloni gofynion unigryw eu cymwysiadau penodol.Rydym yn arbenigo mewn dylunio celloedd lithiwm a batri y gellir eu hailwefru ac na ellir eu hailwefru wrth i ni weithio gydag amrywiaeth o gemegau celloedd lithiwm i gynnig opsiynau ac atebion ar gyfer cymwysiadau heriol ledled y byd.

Pecyn Batri Lithiwm Technolegau

Mae ein galluoedd gweithgynhyrchu eang yn ein galluogi i adeiladu'r pecynnau batri mwyaf sylfaenol, i becynnau arfer gyda chylchedau, cysylltwyr a gorchuddion arbenigol.O gyfaint isel i uchel, mae gennym y gallu ac arbenigedd y diwydiant i ddiwallu anghenion unigryw pob OEM gan y gall ein tîm peirianneg profiadol ddylunio, datblygu, profi a gweithgynhyrchu datrysiadau batri wedi'u teilwra ar gyfer anghenion penodol y mwyafrif o gymwysiadau.

Mae BSLBATT yn cynnig atebion un contractwr yn seiliedig ar ofynion a manylebau cwsmeriaid.Rydym yn partneru â'r gwneuthurwyr celloedd sy'n arwain y diwydiant i ddarparu'r atebion gorau posibl ac rydym yn datblygu ac yn integreiddio'r electroneg rheoli a monitro mwyaf soffistigedig yn ei becynnau batri.

Sut Mae Batri Lithiwm-Ion yn Gweithio?

Mae batris lithiwm-ion yn manteisio ar botensial lleihau cryf ïonau lithiwm i bweru'r adwaith rhydocs sy'n ganolog i'r holl dechnolegau batri - gostyngiad yn y catod, ocsidiad yn yr anod.Mae cysylltu terfynellau positif a negyddol batri trwy gylched, yn uno dwy hanner yr adwaith rhydocs, gan ganiatáu i'r ddyfais sydd ynghlwm wrth y gylched echdynnu egni o symudiad electronau.

Er bod llawer o wahanol fathau o gemegau lithiwm yn cael eu defnyddio yn y diwydiant heddiw, byddwn yn defnyddio Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2) - y cemeg a oedd yn caniatáu i fatris lithiwm-ion ddisodli'r batris nicel-cadmiwm a oedd wedi bod yn arferol i ddefnyddwyr. electroneg hyd at y 90au - i ddangos y cemeg sylfaenol y tu ôl i'r dechnoleg boblogaidd hon.

Mae'r adwaith llawn ar gyfer catod LiCoO2 ac anod graffit fel a ganlyn:

LiCoO2 + C ⇌ Li1-xCoO2 + LixC

Lle mae'r adwaith blaen yn cynrychioli gwefr, a'r adwaith gwrthdro yn cynrychioli gollwng.Gellir rhannu hyn i'r hanner adweithiau canlynol:

Yn yr electrod positif, mae gostyngiad yn y catod yn digwydd yn ystod rhyddhau (gweler adwaith gwrthdro).

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

Yn yr electrod negyddol, mae ocsidiad yn yr anod yn digwydd yn ystod y gollyngiad (gweler adwaith gwrthdro).

C + xLi+ + e- ⇌ LixC

Yn ystod y gollyngiad, mae ïonau lithiwm (Li+) yn symud o'r electrod negyddol (graffit) drwy'r electrolyte (halwynau lithiwm wedi'u hongian mewn hydoddiant) a'r gwahanydd i'r electrod positif (LiCoO2).Ar yr un pryd, mae electronau'n symud o'r anod (graffit) i'r catod (LiCoO2) sydd wedi'i gysylltu trwy gylched allanol.Os cymhwysir ffynhonnell pŵer allanol, mae'r adwaith yn cael ei wrthdroi ynghyd â rolau'r electrodau priodol, gan wefru'r gell.

Beth sydd mewn Batri Lithiwm-Ion

Mae gan eich cell silindrog 18650 nodweddiadol, sef y ffactor ffurf cyffredin a ddefnyddir gan y diwydiant ar gyfer cymwysiadau masnachol o liniaduron i gerbydau trydan, OCV (foltedd cylched agored) o 3.7 folt.Yn dibynnu ar y gwneuthurwr, gall ddosbarthu tua 20 amp gyda chynhwysedd o 3000mAh neu fwy.Bydd y pecyn batri yn cynnwys celloedd lluosog, ac yn gyffredinol bydd yn cynnwys microsglodyn amddiffynnol i atal gorwefru a gollwng llai na'r capasiti lleiaf, a all arwain at orboethi, tanau a ffrwydradau.Gadewch i ni edrych yn agosach ar fewnolion cell.

Electrod/Catod Cadarnhaol

Yr allwedd i ddylunio electrod positif yw dewis deunydd sydd â photensial electro mwy na 2.25V o'i gymharu â metelau lithiwm pur.Mae deunyddiau catod mewn lithiwm-ion yn amrywio'n fawr, ond yn gyffredinol maent wedi haenu ocsidau metel trawsnewid lithiwm, fel y dyluniad catod LiCoO2 a archwiliwyd gennym yn gynharach.Mae deunyddiau eraill yn cynnwys spinels (hy LiMn2O4) ac olifinau (hy LiFePO4).

Electrod/Anod Negyddol

Mewn batri lithiwm delfrydol, byddech chi'n defnyddio metel lithiwm pur fel anod, oherwydd ei fod yn darparu'r cyfuniad gorau posibl o bwysau moleciwlaidd isel a chynhwysedd penodol uchel posibl ar gyfer batri.Mae dwy brif broblem sy'n atal lithiwm rhag cael ei ddefnyddio fel anod mewn cymwysiadau masnachol: diogelwch a gwrthdroadwyedd.Mae lithiwm yn adweithiol iawn ac yn agored i ddulliau methiant trychinebus o'r math pyrotechnegol.Hefyd yn ystod y tâl, ni fydd lithiwm yn plât yn ôl i'w gyflwr metelaidd unffurf gwreiddiol, yn lle mabwysiadu morffoleg tebyg i nodwydd a elwir yn dendrite.Gall ffurfio dendrit arwain at wahanyddion tyllu a all arwain at siorts.

Yr ateb a ddyfeisiwyd gan yr ymchwilwyr i harneisio manteision metel lithiwm heb yr holl anfanteision oedd intercalation lithiwm - y broses o haenu ïonau lithiwm o fewn graffit carbon neu ryw ddeunydd arall, i ganiatáu symudiad hawdd ïonau lithiwm o un electrod i'r llall.Mae mecanweithiau eraill yn cynnwys defnyddio deunyddiau anod gyda lithiwm sy'n gwneud adweithiau cildroadwy yn fwy posibl.Mae deunyddiau anod nodweddiadol yn cynnwys graffit, aloion sy'n seiliedig ar silicon, tun, a thitaniwm.

Gwahanydd

Rôl y gwahanydd yw darparu haen o inswleiddiad trydanol rhwng yr electrodau negyddol a chadarnhaol, tra'n dal i ganiatáu i ïonau deithio drwyddo yn ystod gwefru a gollwng.Rhaid iddo hefyd fod yn gemegol ag ymwrthedd i ddiraddio gan yr electrolyt a rhywogaethau eraill yn y gell ac yn fecanyddol ddigon cryf i wrthsefyll traul.Yn gyffredinol, mae gwahanyddion lithiwm-ion cyffredin yn fandyllog iawn eu natur ac yn cynnwys taflenni polyethylen (PE) neu polypropylen (PP).

Electrolyt

Rôl electrolyte mewn cell lithiwm-ion yw darparu cyfrwng y gall ïonau lithiwm lifo'n rhydd rhwng y catod a'r anod yn ystod cylchoedd gwefru a gollwng.Y syniad yw dewis cyfrwng sy'n ddargludydd Li+ da ac yn ynysydd electronig.Dylai'r electrolyte fod yn sefydlog yn thermol, ac yn gydnaws yn gemegol â'r cydrannau eraill yn y gell.Yn gyffredinol, mae halwynau lithiwm fel LiClO4, LiBF4, neu LiPF6 wedi'u hatal mewn toddydd organig fel carbonad diethyl, carbonad ethylene, neu garbonad dimethyl yn gweithredu fel yr electrolyt ar gyfer dyluniadau lithiwm-ion confensiynol.

Rhyngffas electrolyt solet (SEI)

Cysyniad dylunio pwysig i'w ddeall am gelloedd lithiwm-ion yw'r rhyngffas electrolyt solet (SEI) - ffilm goddefol sy'n cronni ar y rhyngwyneb rhwng yr electrod a'r electrolyte wrth i ïonau Li + adweithio â chynhyrchion diraddio'r electrolyte.Mae'r ffilm yn ffurfio ar yr electrod negyddol yn ystod gwefr gychwynnol y gell.Mae'r SEI yn amddiffyn yr electrolyte rhag dadelfennu pellach yn ystod taliadau dilynol y gell.Gall colli'r haen oddefol hon gael effaith andwyol ar fywyd beicio, perfformiad trydanol, cynhwysedd a bywyd cyffredinol cell.Ar yr ochr fflip, mae gweithgynhyrchwyr wedi canfod y gallant wella perfformiad batri trwy fireinio'r SEI.

Cwrdd â'r Teulu Batri Lithiwm-Ion

Mae atyniad lithiwm fel deunydd electrod delfrydol ar gyfer cymwysiadau batri wedi arwain at sawl math o fatris lithiwm-ion.Dyma bump o'r batris mwyaf cyffredin sydd ar gael yn fasnachol ar y farchnad.

Lithiwm Cobalt Ocsid

Rydym eisoes wedi ymdrin yn fanwl â batris LiCoO2 yn yr erthygl hon oherwydd ei fod yn cynrychioli'r cemeg mwyaf poblogaidd ar gyfer electroneg gludadwy fel ffonau symudol, gliniaduron a chamerâu electronig.Mae LiCoO2 yn ddyledus i'w lwyddiant oherwydd ei egni penodol uchel.Mae gan oes fer, sefydlogrwydd thermol gwael, a phris cobalt weithgynhyrchwyr i newid i ddyluniadau catod cymysg.

Lithiwm Manganîs Ocsid

Mae batris lithiwm manganîs ocsid (LiMn2O4) yn defnyddio catodau seiliedig ar MnO2.O'i gymharu â batris LiCoO2 safonol, mae batris LiMn2O4 yn llai gwenwynig, yn costio llai, ac yn fwy diogel i'w defnyddio, ond gyda llai o gapasiti.Er bod dyluniadau y gellir eu hailwefru wedi'u harchwilio yn y gorffennol, mae diwydiant heddiw fel arfer yn defnyddio'r cemeg hwn ar gyfer celloedd cynradd (cylch sengl) na ellir eu hailwefru ac sydd i fod i gael eu gwaredu ar ôl eu defnyddio.Mae sefydlogrwydd thermol gwydn, uchel ac oes silff hir yn eu gwneud yn wych ar gyfer offer pŵer neu ddyfeisiau meddygol.

Lithiwm Nicel Manganîs Cobalt Ocsid

Weithiau mae'r cyfan yn fwy na chyfanswm ei rannau, ac mae batris cobalt ocsid manganîs lithiwm nicel (a elwir hefyd yn batris NCM) yn brolio mwy o berfformiad trydanol na LiCoO2.Mae NCM yn ennill ei gryfder wrth gydbwyso manteision ac anfanteision ei ddeunyddiau catod unigol.Un o'r systemau lithiwm-ion mwyaf llwyddiannus ar y farchnad, mae NCM yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn trenau pŵer fel offer pŵer ac e-feiciau.

Ffosffad Haearn Lithiwm

Mae batris Ffosffad Haearn Lithiwm (LiFePO4) yn cyflawni bywyd beicio hir a sgôr gyfredol uchel gyda sefydlogrwydd thermol da gyda chymorth deunydd catod ffosffad nanostrwythuredig.Er gwaethaf y gwelliannau hyn, nid yw mor ddwys o ran ynni â thechnolegau cymysg cobalt ac mae ganddo'r gyfradd hunan-ollwng uchaf o'r batris eraill yn y rhestr hon.Mae batris LiFePO4 yn boblogaidd fel dewis arall yn lle asid plwm fel batri cychwyn car.

Titanad Lithiwm

Mae disodli'r anod graffit â nanocrystals titanate lithiwm yn cynyddu arwynebedd arwyneb yr anod yn fawr i tua 100 m2 y gram.Mae'r anod nanostrwythuredig yn cynyddu nifer yr electronau sy'n gallu llifo drwy'r gylched, gan roi'r gallu i gelloedd titanate lithiwm gael eu gwefru a'u gollwng yn ddiogel ar gyfraddau uwch na 10C (deg gwaith ei gapasiti graddedig).Y cyfaddawd ar gyfer cael y cylch gwefru a rhyddhau cyflymaf o'r batris lithiwm-ion yw foltedd cymharol is 2.4V y gell, celloedd titanate lithiwm ar ben isaf sbectrwm dwysedd ynni batris lithiwm ond yn dal yn uwch na chemegau amgen fel nicel- cadmiwm.Er gwaethaf yr anfantais hon, mae perfformiad trydanol cyffredinol, dibynadwyedd uchel, sefydlogrwydd thermol, a bywyd beicio ychwanegol-hir yn golygu bod y batri yn dal i gael ei ddefnyddio mewn cerbydau trydan.

Dyfodol Batris Lithiwm-Ion

Mae yna ymgyrch fawr gan gwmnïau a llywodraethau ledled y byd i fynd ar drywydd ymchwil a datblygu pellach ar lithiwm-ion a thechnolegau batri eraill i ateb y galw cynyddol am ynni glân a llai o allyriadau carbon.Yn ei hanfod, gallai ffynonellau ynni ysbeidiol fel solar a gwynt elwa'n fawr o ddwysedd ynni uchel ïon lithiwm a bywyd beicio hir sydd eisoes wedi helpu cornel dechnoleg y farchnad cerbydau trydan.

Er mwyn bodloni'r galw cynyddol hwn, mae ymchwilwyr eisoes wedi dechrau gwthio ffiniau lithiwm-ion presennol mewn ffyrdd newydd a chyffrous.Mae celloedd polymer lithiwm (Li-Po) yn disodli'r electrolytau halen lithiwm hylif peryglus gyda geliau polymer mwy diogel a chynlluniau celloedd lled-wlyb, ar gyfer perfformiad trydanol tebyg gyda gwell diogelwch a phwysau ysgafnach.Lithiwm cyflwr solet yw'r dechnoleg ddiweddaraf ar y bloc, gan addo gwelliannau mewn dwysedd ynni, diogelwch, bywyd beicio, a hirhoedledd cyffredinol gyda sefydlogrwydd electrolyt solet.Mae'n anodd rhagweld pa dechnoleg fydd yn ennill y ras am yr ateb storio ynni eithaf, ond mae lithiwm-ion yn sicr o barhau i chwarae rhan fawr yn yr economi ynni yn y blynyddoedd i ddod.

Darparwr Atebion Storio Ynni

Rydym yn cynhyrchu cynhyrchion blaengar, gan gyfuno peirianneg fanwl ag arbenigedd cymwysiadau helaeth i gynorthwyo cwsmeriaid i integreiddio datrysiadau storio ynni yn eu cynhyrchion.Mae gan BSLBATT Engineered Technologies yr arbenigedd technoleg ac integreiddio profedig i ddod â'ch cymwysiadau o genhedlu i fasnacheiddio.

I ddysgu mwy, gweler ein post blog ar storio batri lithiwm .