Gambaran Keseluruhan Bateri Litium |BSLBATT Tenaga Boleh Diperbaharui

BSLBATT Engineered Technologies menggunakan pasukan Kejuruteraan, Reka Bentuk, Kualiti dan Pembuatan kami yang berpengalaman supaya pelanggan kami dapat yakin dengan penyelesaian bateri termaju secara teknikal yang memenuhi keperluan unik aplikasi khusus mereka.Kami pakar dalam reka bentuk pek bateri dan sel litium boleh dicas semula dan tidak boleh dicas semula kerana bekerja dengan pelbagai kimia sel litium untuk menawarkan pilihan dan penyelesaian untuk aplikasi yang menuntut di seluruh dunia.

Pek Bateri Litium Teknologi

Keupayaan pembuatan kami yang luas membolehkan kami membina pek bateri yang paling asas, kepada pek tersuai dengan litar, penyambung dan perumah khusus.Daripada volum rendah hingga tinggi, kami mempunyai keupayaan dan kepakaran industri untuk memenuhi keperluan unik semua OEM kerana pasukan kejuruteraan kami yang berpengalaman boleh mereka bentuk, membangun, menguji dan mengeluarkan penyelesaian bateri tersuai untuk keperluan khusus kebanyakan aplikasi.

BSLBATT menawarkan penyelesaian turnkey berdasarkan keperluan dan spesifikasi pelanggan.Kami bekerjasama dengan pengeluar sel peneraju industri untuk menyediakan penyelesaian optimum dan kami membangunkan serta menyepadukan kawalan dan pemantauan elektronik yang paling canggih ke dalam pek baterinya.

Bagaimanakah Bateri Litium-Ion Berfungsi?

Bateri litium-ion memanfaatkan potensi pengurangan kuat ion litium untuk menggerakkan tindak balas redoks pusat kepada semua teknologi bateri — pengurangan pada katod, pengoksidaan pada anod.Menyambung terminal positif dan negatif bateri melalui litar, menyatukan dua bahagian tindak balas redoks, membolehkan peranti yang dipasang pada litar mengeluarkan tenaga daripada pergerakan elektron.

Walaupun terdapat pelbagai jenis kimia berasaskan litium yang digunakan dalam industri hari ini, kami akan menggunakan Lithium Cobalt Oxide(LiCoO2) — kimia yang membenarkan bateri litium-ion menggantikan bateri nikel-kadmium yang menjadi kebiasaan pengguna. elektronik sehingga tahun 90-an — untuk menunjukkan kimia asas di sebalik teknologi popular ini.

Tindak balas penuh untuk katod LiCoO2 dan anod grafit adalah seperti berikut:

LiCoO2 + C ⇌ Li1-xCoO2 + LixC

Di mana tindak balas hadapan mewakili pengecasan, dan tindak balas sebaliknya mewakili nyahcas.Ini boleh dibahagikan kepada separuh tindak balas berikut:

Pada elektrod positif, pengurangan pada katod berlaku semasa nyahcas (lihat tindak balas terbalik).

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

Pada elektrod negatif, pengoksidaan pada anod berlaku semasa nyahcas (lihat tindak balas terbalik).

C + xLi+ + e- ⇌ LixC

Semasa nyahcas, ion litium (Li+) bergerak dari elektrod negatif (grafit) melalui elektrolit (garam litium terampai dalam larutan) dan pemisah ke elektrod positif (LiCoO2).Pada masa yang sama, elektron bergerak dari anod (grafit) ke katod (LiCoO2) yang disambungkan melalui litar luaran.Jika sumber kuasa luaran digunakan, tindak balas akan diterbalikkan bersama-sama dengan peranan elektrod masing-masing, mengecas sel.

Apa yang ada dalam Bateri Litium-Ion

Sel 18650 silinder biasa anda, yang merupakan faktor bentuk biasa yang digunakan oleh industri untuk aplikasi komersial daripada komputer riba kepada kenderaan elektrik, mempunyai OCV (voltan litar terbuka) sebanyak 3.7 volt.Bergantung pada pengilang ia boleh menyampaikan sekitar 20 amp dengan kapasiti 3000mAh atau lebih.Pek bateri akan terdiri daripada berbilang sel, dan secara amnya termasuk mikrocip pelindung untuk mengelakkan pengecasan berlebihan dan nyahcas di bawah kapasiti minimum, yang boleh menyebabkan terlalu panas, kebakaran dan letupan.Mari kita lihat lebih dekat bahagian dalam sel.

Elektrod/Katod Positif

Kunci untuk mereka bentuk elektrod positif ialah memilih bahan yang mempunyai potensi elektro lebih besar daripada 2.25V jika dibandingkan dengan logam litium tulen.Bahan katod dalam litium-ion sangat berbeza-beza, tetapi mereka mempunyai oksida logam peralihan litium secara amnya, seperti reka bentuk katod LiCoO2 yang kami terokai sebelum ini.Bahan lain termasuk spinel (iaitu LiMn2O4) dan olivin (iaitu LiFePO4).

Elektrod/Anod Negatif

Dalam bateri litium yang ideal, anda akan menggunakan logam litium tulen sebagai anod, kerana ia menyediakan gabungan optimum berat molekul rendah dan kapasiti spesifik tinggi yang mungkin untuk bateri.Terdapat dua masalah utama yang menghalang litium daripada digunakan sebagai anod dalam aplikasi komersial: keselamatan dan kebolehbalikan.Litium sangat reaktif dan terdedah kepada mod kegagalan bencana jenis piroteknik.Semasa pengecasan juga, litium tidak akan kembali ke keadaan logam seragam asalnya, sebaliknya menggunakan morfologi seperti jarum yang dikenali sebagai dendrit.Pembentukan dendrit boleh menyebabkan pemisah tertusuk yang boleh menyebabkan seluar pendek.

Penyelesaian yang dibuat penyelidik untuk memanfaatkan kebaikan logam litium tanpa semua keburukan ialah interkalasi litium - proses melapis ion litium dalam grafit karbon atau beberapa bahan lain, untuk membolehkan pergerakan mudah ion litium dari satu elektrod ke elektrod yang lain.Mekanisme lain melibatkan penggunaan bahan anod dengan litium yang menjadikan tindak balas boleh balik lebih mungkin.Bahan anod biasa termasuk grafit, aloi berasaskan silikon, timah, dan titanium.

Pemisah

Peranan pemisah adalah untuk menyediakan lapisan penebat elektrik antara elektrod negatif dan positif, sementara masih membenarkan ion bergerak melaluinya semasa cas dan nyahcas.Ia juga mestilah tahan kimia terhadap degradasi oleh elektrolit dan spesies lain dalam sel dan cukup kuat secara mekanikal untuk menahan haus dan lusuh.Pemisah litium-ion biasa biasanya sangat berliang dan terdiri daripada kepingan polietilena (PE) atau polipropilena (PP).

Elektrolit

Peranan elektrolit dalam sel litium-ion adalah untuk menyediakan medium di mana ion litium boleh mengalir dengan bebas antara katod dan anod semasa kitaran cas dan nyahcas.Ideanya adalah untuk memilih medium yang merupakan pengalir Li+ yang baik dan penebat elektronik.Elektrolit hendaklah stabil dari segi haba, dan serasi secara kimia dengan komponen lain dalam sel.Secara amnya, garam litium seperti LiClO4, LiBF4 atau LiPF6 terampai dalam pelarut organik seperti dietil karbonat, etilena karbonat atau dimetil karbonat berfungsi sebagai elektrolit untuk reka bentuk litium-ion konvensional.

Interfasa Elektrolit Pepejal (SEI)

Konsep reka bentuk yang penting untuk difahami tentang sel litium-ion ialah interfasa elektrolit pepejal (SEI) — filem pempasifan yang terbina pada antara muka antara elektrod dan elektrolit apabila ion Li+ bertindak balas dengan produk degradasi elektrolit.Filem terbentuk pada elektrod negatif semasa cas awal sel.SEI melindungi elektrolit daripada penguraian selanjutnya semasa pengecasan sel berikutnya.Kehilangan lapisan pasif ini boleh memberi kesan buruk kepada hayat kitaran, prestasi elektrik, kapasiti dan hayat keseluruhan sel.Sebaliknya, pengeluar mendapati bahawa mereka boleh meningkatkan prestasi bateri dengan memperhalusi SEI.

Temui Keluarga Bateri Litium-Ion

Daya tarikan litium sebagai bahan elektrod yang ideal untuk aplikasi bateri telah membawa kepada pelbagai jenis bateri litium-ion.Berikut ialah lima daripada bateri yang paling biasa tersedia secara komersial di pasaran.

Litium Kobalt Oksida

Kami telah membincangkan bateri LiCoO2 secara mendalam dalam artikel ini kerana ia mewakili kimia paling popular untuk elektronik mudah alih seperti telefon bimbit, komputer riba dan kamera elektronik.LiCoO2 berhutang kejayaannya kepada tenaga spesifiknya yang tinggi.Jangka hayat yang singkat, kestabilan haba yang lemah, dan harga kobalt menyebabkan pengeluar beralih kepada reka bentuk katod campuran.

Litium Mangan Oksida

Bateri litium mangan oksida (LiMn2O4) menggunakan katod berasaskan MnO2.Berbanding dengan bateri LiCoO2 standard, bateri LiMn2O4 adalah kurang toksik, lebih murah kos, dan lebih selamat untuk digunakan, tetapi dengan kapasiti yang dikurangkan.Walaupun reka bentuk boleh dicas semula telah diterokai pada masa lalu, industri hari ini biasanya menggunakan kimia ini untuk sel primer (kitaran tunggal) yang tidak boleh dicas semula dan bertujuan untuk dilupuskan selepas digunakan.Tahan lama, kestabilan haba yang tinggi dan jangka hayat yang panjang menjadikannya hebat untuk alat kuasa atau peranti perubatan.

Litium Nikel Mangan Kobalt Oksida

Kadangkala keseluruhannya lebih besar daripada jumlah bahagiannya, dan bateri kobalt oksida mangan nikel litium (juga dikenali sebagai bateri NCM) mempunyai prestasi elektrik yang lebih hebat daripada LiCoO2.NCM memperoleh kekuatannya dalam mengimbangi kebaikan dan keburukan bahan katod individunya.Salah satu sistem litium-ion yang paling berjaya di pasaran, NCM digunakan secara meluas dalam rangkaian kuasa seperti alatan kuasa dan e-basikal.

Litium Besi Fosfat

Bateri Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) mencapai hayat kitaran yang panjang dan penarafan arus yang tinggi dengan kestabilan terma yang baik dengan bantuan bahan katod fosfat berstruktur nano.Walaupun penambahbaikan ini, ia tidak sepadat tenaga seperti teknologi campuran kobalt dan ia mempunyai kadar nyahcas sendiri tertinggi berbanding bateri lain dalam senarai ini.Bateri LiFePO4 popular sebagai alternatif kepada asid plumbum sebagai bateri pemula kereta.

Litium Titanate

Menggantikan anod grafit dengan nanokristal litium titanat meningkatkan luas permukaan anod kepada kira-kira 100 m2 setiap gram.Anod berstruktur nano meningkatkan bilangan elektron yang boleh mengalir melalui litar, memberikan sel litium titanat keupayaan untuk dicas dan dinyahcas dengan selamat pada kadar lebih daripada 10C (sepuluh kali ganda kapasiti terkadarnya).Ganti rugi untuk mempunyai kitaran pengecasan dan nyahcas terpantas bagi bateri litium-ion ialah voltan yang agak rendah 2.4V setiap sel, sel litium titanat pada hujung bawah spektrum ketumpatan tenaga bateri litium tetapi masih lebih tinggi daripada kimia alternatif seperti nikel- kadmium.Walaupun kelemahan ini, prestasi elektrik keseluruhan, kebolehpercayaan yang tinggi, kestabilan haba dan hayat kitaran yang lebih panjang bermakna bateri masih digunakan dalam kenderaan elektrik.

Masa Depan Bateri Litium-Ion

Terdapat dorongan besar daripada syarikat dan kerajaan di seluruh dunia untuk meneruskan penyelidikan dan pembangunan lanjut mengenai litium-ion dan teknologi bateri lain untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat untuk tenaga bersih dan mengurangkan pelepasan karbon.Sumber tenaga terputus-putus seperti suria dan angin boleh mendapat manfaat yang besar daripada ketumpatan tenaga tinggi ion litium dan hayat kitaran yang panjang yang telah membantu teknologi menjurus kepada pasaran kenderaan elektrik.

Untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat ini, para penyelidik telah mula menolak sempadan litium-ion sedia ada dengan cara yang baharu dan menarik.Sel litium polimer (Li-Po) menggantikan elektrolit berasaskan garam litium cecair berbahaya dengan gel polimer yang lebih selamat dan reka bentuk sel separa basah, untuk prestasi elektrik yang setanding dengan keselamatan yang lebih baik dan berat yang lebih ringan.Litium keadaan pepejal ialah teknologi terbaharu pada blok itu, menjanjikan peningkatan dalam ketumpatan tenaga, keselamatan, hayat kitaran dan jangka hayat keseluruhan dengan kestabilan elektrolit pepejal.Sukar untuk meramalkan teknologi mana yang akan memenangi perlumbaan untuk penyelesaian penyimpanan tenaga muktamad, tetapi litium-ion pasti akan terus memainkan peranan utama dalam ekonomi tenaga pada tahun-tahun akan datang.

Penyedia Penyelesaian Penyimpanan Tenaga

Kami mengeluarkan produk termaju, menggabungkan kejuruteraan ketepatan dengan kepakaran aplikasi yang meluas untuk membantu pelanggan dalam menyepadukan penyelesaian penyimpanan tenaga ke dalam produk mereka.BSLBATT Engineered Technologies mempunyai teknologi yang terbukti dan kepakaran integrasi untuk membawa aplikasi anda daripada konsep kepada pengkomersilan.

Untuk mengetahui lebih lanjut, lihat catatan blog kami di penyimpanan bateri litium .