Yfirlit yfir litíum rafhlöðu |BSLBATT endurnýjanleg orka

BSLBATT Engineered Technologies notar reynda verkfræði-, hönnunar-, gæða- og framleiðsluteymi okkar svo að viðskiptavinir okkar geti verið fullvissir um tæknilega háþróaðar rafhlöðulausnir sem uppfylla einstaka kröfur tiltekinna notkunar þeirra.Við sérhæfum okkur í endurhlaðanlegum og óendurhlaðanlegum litíum frumum og rafhlöðupakka hönnun sem vinnur með margs konar litíum frumu efnafræði til að bjóða upp á valkosti og lausnir fyrir krefjandi forrit um allan heim.

Lithium rafhlöðu pakki Tækni

Víðtæk framleiðslugeta okkar gerir okkur kleift að smíða grunn rafhlöðupakkana, til sérsniðna pakka með sérhæfðum rafrásum, tengjum og hlífum.Frá lágu til miklu magni, við höfum getu og sérfræðiþekkingu í iðnaði til að mæta einstökum þörfum allra OEM þar sem reyndur verkfræðiteymi okkar getur hannað, þróað, prófað og framleitt sérsniðnar rafhlöðulausnir fyrir sérstakar þarfir flestra forrita.

BSLBATT býður upp á turnkey lausnir byggðar á kröfum viðskiptavina og forskriftum.Við erum í samstarfi við leiðandi frumuframleiðendur í iðnaðinum til að veita bestu lausnirnar og við þróum og samþættum háþróaða stjórnunar- og eftirlits rafeindatækni í rafhlöðupakkana.

Hvernig virkar litíumjónarafhlaða?

Lithium-ion rafhlöður nýta sterka afoxunarmöguleika litíumjóna til að knýja redox hvarfið sem er miðlægt í allri rafhlöðutækni - minnkun á bakskautinu, oxun við rafskautið.Að tengja jákvæða og neikvæða skauta rafhlöðu í gegnum hringrás sameinar tvo helminga redoxhvarfsins, sem gerir tækinu sem er tengt við hringrásina kleift að vinna orku úr hreyfingu rafeinda.

Þó að það séu margar mismunandi gerðir af litíum-undirstaða efnafræði sem notuð eru í iðnaðinum í dag, munum við nota litíum kóbaltoxíð (LiCoO2) - efnafræðina sem gerði litíum-rafhlöðum kleift að skipta um nikkel-kadmíum rafhlöður sem höfðu verið norm fyrir neytendur rafeindatækni fram á tíunda áratuginn — til að sýna fram á grunnefnafræðina á bak við þessa vinsælu tækni.

Full viðbrögð fyrir LiCoO2 bakskaut og grafítskaut er sem hér segir:

LiCoO2 + C ⇌ Li1-xCoO2 + LixC

Þar sem framviðbragðið táknar hleðslu og bakviðbragðið táknar losun.Þetta má skipta upp í eftirfarandi hálfviðbrögð:

Við jákvæða rafskautið á sér stað minnkun á bakskautinu við losun (sjá öfug viðbrögð).

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

Við neikvæða rafskautið á sér stað oxun á rafskautinu við losun (sjá öfug viðbrögð).

C + xLi+ + e- ⇌ LixC

Við losun flytjast litíumjónir (Li+) frá neikvæðu rafskautinu (grafít) í gegnum raflausnina (litíumsölt sviflausn í lausn) og skiljuna yfir í jákvæða rafskautið (LiCoO2).Á sama tíma færast rafeindir frá rafskautinu (grafít) yfir í bakskautið (LiCoO2) sem er tengt í gegnum ytri hringrás.Ef ytri aflgjafi er beitt er hvarfinu snúið við ásamt hlutverkum viðkomandi rafskauta, sem hleður frumuna.

Hvað er í litíumjónarafhlöðu

Dæmigerður sívalur 18650 klefinn þinn, sem er algengur formstuðullinn sem iðnaðurinn notar til notkunar í atvinnuskyni, allt frá fartölvum til rafknúinna farartækja, hefur OCV (opið hringspennu) 3,7 volt.Það fer eftir framleiðanda það getur skilað um 20 amperum með afkastagetu upp á 3000mAh eða meira.Rafhlöðupakkinn mun vera samsettur úr mörgum frumum og inniheldur venjulega hlífðar örflögu til að koma í veg fyrir ofhleðslu og afhleðslu undir lágmarksgetu, sem getur bæði leitt til ofhitnunar, eldsvoða og sprenginga.Lítum nánar á innra hluta frumu.

Jákvæð rafskaut/katóða

Lykillinn að því að hanna jákvæð rafskaut er að velja efni sem hefur rafgetu sem er meiri en 2,25V miðað við hreina litíummálma.Bakskautsefni í litíumjónum eru mjög mismunandi, en þau hafa almennt lagskipt litíum umbreytingarmálmoxíð, eins og LiCoO2 bakskautshönnunin sem við könnuðum áðan.Önnur efni eru spínel (þ.e. LiMn2O4) og ólívín (þ.e. LiFePO4).

Neikvætt rafskaut/skaut

Í fullkominni litíum rafhlöðu, myndir þú nota hreinan litíum málm sem rafskaut, vegna þess að það veitir bestu samsetningu lítillar mólþunga og mikillar sértækrar getu sem mögulegt er fyrir rafhlöðu.Það eru tvö meginvandamál sem koma í veg fyrir að litíum sé notað sem rafskaut í atvinnuskyni: öryggi og afturkræfni.Litíum er mjög hvarfgjarnt og viðkvæmt fyrir skelfilegum bilunaraðferðum af flugeldagerð.Einnig á meðan á hleðslu stendur mun litíum ekki setja aftur í upprunalegt samræmt málmástand, í stað þess að tileinka sér nálalíka formgerð sem kallast dendrite.Dendrite myndun getur leitt til stunginna skilju sem getur leitt til stuttbuxna.

Lausnin sem vísindamenn fundu upp til að virkja kosti litíummálms án þess að allir gallarnir voru litíumflögnun - ferlið við að setja litíumjónir í lag í kolefnisgrafíti eða einhverju öðru efni, til að auðvelda flutning litíumjóna frá einu rafskauti til annars.Aðrar aðferðir fela í sér að nota rafskautsefni með litíum sem gera afturkræf viðbrögð mögulegari.Dæmigert rafskautsefni eru grafít, kísilblöndur, tin og títan.

Skiljara

Hlutverk skilju er að koma fyrir lag af rafeinangrun milli neikvæðu og jákvæðu rafskautanna, en leyfa samt jónum að ferðast í gegnum það við hleðslu og afhleðslu.Það verður einnig að vera efnafræðilega ónæmt fyrir niðurbroti raflausnarinnar og annarra tegunda í frumunni og vélrænt nógu sterkt til að standast slit.Algengar litíumjónaskiljar eru yfirleitt mjög gljúpar í eðli sínu og samanstanda af pólýetýlen (PE) eða pólýprópýlen (PP) blöðum.

Raflausn

Hlutverk raflausnar í litíumjónafrumu er að útvega miðil þar sem litíumjónir geta flæði frjálslega á milli bakskauts og rafskauts meðan á hleðslu- og afhleðsluferli stendur.Hugmyndin er að velja miðil sem er bæði góður Li+ leiðari og rafeindaeinangrandi.Raflausnin ætti að vera hitastöðug og efnafræðilega samhæf við aðra hluti í frumunni.Almennt þjóna litíumsölt eins og LiClO4, LiBF4 eða LiPF6, sviflaus í lífrænum leysi eins og díetýlkarbónat, etýlenkarbónat eða dímetýlkarbónat sem raflausn fyrir hefðbundna litíumjónahönnun.

Solid Electrolyte Interphase (SEI)

Mikilvægt hönnunarhugtak sem þarf að skilja varðandi litíumjónafrumur er millifasinn á milli raflausna (SEI) - óvirka filma sem safnast upp á tengi milli rafskautsins og raflausnarinnar þegar Li+ jónir bregðast við niðurbrotsafurðum raflausnarinnar.Filman myndast á neikvæða rafskautinu við upphafshleðslu frumunnar.SEI verndar raflausnina fyrir frekari niðurbroti við síðari hleðslu frumunnar.Tap á þessu aðgerðarlagi getur haft slæm áhrif á líftíma hringrásar, rafafköst, afkastagetu og heildarlíftíma frumunnar.Á bakhliðinni hafa framleiðendur komist að því að þeir geta bætt rafhlöðuafköst með því að fínstilla SEI.

Kynntu þér litíumjóna rafhlöðufjölskylduna

Aðdráttarafl litíums sem tilvalið rafskautsefnis fyrir rafhlöðunotkun hefur leitt til margs konar litíumjónarafhlöðu.Hér eru fimm af algengustu rafhlöðum sem fáanlegar eru á markaðnum.

Litíum kóbaltoxíð

Við höfum þegar fjallað ítarlega um LiCoO2 rafhlöður í þessari grein vegna þess að það táknar vinsælustu efnafræðina fyrir flytjanlega rafeindatækni eins og farsíma, fartölvur og rafrænar myndavélar.LiCoO2 á velgengni sína að þakka mikilli sértækri orku.Stuttur líftími, lélegur hitastöðugleiki og verð á kóbalti hafa framleiðendur til að skipta yfir í blandaða bakskautshönnun.

Litíum manganoxíð

Litíum mangan oxíð rafhlöður (LiMn2O4) nota MnO2 byggðar bakskaut.Í samanburði við venjulegar LiCoO2 rafhlöður eru LiMn2O4 rafhlöður minna eitraðar, kosta minna og eru öruggari í notkun, en með minni afkastagetu.Þó að endurhlaðanleg hönnun hafi verið könnuð áður, notar iðnaður nútímans venjulega þessa efnafræði fyrir frumur (einhringrás) sem eru óendurhlaðanlegar og ætlaðar til að farga eftir notkun.Varanlegur, mikill hitastöðugleiki og langur geymsluþol gera þau frábær fyrir rafmagnsverkfæri eða lækningatæki.

Litíum nikkel mangan kóbaltoxíð

Stundum er heildin stærri en summa hluta þess og litíum nikkel mangan kóbaltoxíð rafhlöður (einnig þekktar sem NCM rafhlöður) státa af meiri rafafköstum en LiCoO2.NCM öðlast styrk sinn í að jafna kosti og galla einstakra bakskautsefna sinna.Eitt farsælasta litíumjónakerfi á markaðnum, NCM er mikið notað í aflrásum eins og rafmagnsverkfærum og rafhjólum.

Litíum járnfosfat

Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) rafhlöður ná langan líftíma og háan straumeinkunn með góðum hitastöðugleika með hjálp nanóuppbyggðs fosfat bakskautsefnis.Þrátt fyrir þessar endurbætur er það ekki eins orkuþétt og kóbaltblönduð tækni og það hefur hæsta sjálfsafhleðsluhraða af öðrum rafhlöðum á þessum lista.LiFePO4 rafhlöður eru vinsælar sem valkostur við blýsýru sem ræsirafhlöðu fyrir bíla.

Lithium Titanate

Ef grafítskautinu er skipt út fyrir litíumtítanat nanókristalla eykst yfirborðsflatarmál rafskautsins til muna í um 100 m2 á gramm.Nanóskipaða rafskautið eykur fjölda rafeinda sem geta flætt í gegnum hringrásina, sem gefur litíumtítanat frumum getu til að hlaða og afhlaða á öruggan hátt á hraða sem er meiri en 10C (tífalt nafngeta þess).Ávinningurinn fyrir að hafa hraðasta hleðslu- og afhleðsluferil litíum-rafhlöðunnar er tiltölulega lægri spenna 2,4V á hverja frumu, litíumtítanatfrumur á neðri enda orkuþéttleikarófs litíumrafhlöðu en samt hærri en önnur efnafræði eins og nikkel- kadmíum.Þrátt fyrir þennan ókost þýðir rafafköst í heild, mikill áreiðanleiki, hitastöðugleiki og sérlega langur endingartími að rafhlaðan sé enn notuð í rafknúnum ökutækjum.

Framtíð litíumjónarafhlöður

Það er mikil sókn frá fyrirtækjum og stjórnvöldum um allan heim til að stunda frekari rannsóknir og þróun á litíumjónum og annarri rafhlöðutækni til að mæta vaxandi eftirspurn eftir hreinni orku og minni kolefnislosun.Í eðli sínu hléum orkugjafar eins og sól og vindur gætu notið mikillar góðs af mikilli orkuþéttleika litíumjóna og langan líftíma sem hefur þegar hjálpað tækninni að koma rafknúnum ökutækjum á markað.

Til að mæta þessari vaxandi eftirspurn hafa vísindamenn þegar byrjað að ýta á mörk núverandi litíumjóna á nýjan og spennandi hátt.Lithium fjölliða (Li-Po) frumur koma í stað hættulegra, fljótandi litíumsalta sem byggir á raflausnum fyrir öruggari fjölliða gel og hálfblautar frumuhönnun, fyrir sambærilega rafafköst með auknu öryggi og léttari þyngd.Solid-state litíum er nýjasta tæknin á blokkinni, sem lofar framförum í orkuþéttleika, öryggi, hringrásarlífi og heildarlífi með stöðugleika fasts raflausnar.Það er erfitt að spá fyrir um hvaða tækni mun sigra í kapphlaupinu um fullkomna orkugeymslulausnina, en litíumjón mun örugglega halda áfram að gegna stóru hlutverki í orkubúskapnum á komandi árum.

Veitandi orkugeymslulausna

Við framleiðum háþróaða vörur, sameinar nákvæmni verkfræði með víðtækri sérfræðiþekkingu á notkun til að aðstoða viðskiptavini við að samþætta orkugeymslulausnir í vörur sínar.BSLBATT Engineered Technologies hefur sannaða tækni og sérfræðiþekkingu á samþættingu til að koma forritunum þínum frá getnaði til markaðssetningar.

Til að læra meira, skoðaðu bloggfærsluna okkar á geymsla litíum rafhlöðu .