Estatistiken arabera, litio-ioizko baterien eskaera globala 1.300 milioira iritsi da, eta aplikazio-eremuen etengabeko hedapenarekin, kopuru hori handitzen ari da urtetik urtera.Horregatik, hainbat industriatan litio-ioizko baterien erabileraren gorakada azkarrarekin, bateriaren segurtasun-errendimendua gero eta nabarmenagoa da, litio-ioizko baterien karga eta deskarga-errendimendu bikaina ez ezik, maila altuagoa ere eskatzen du. segurtasun-errendimendua.Litiozko bateriak, azkenean, zergatik sua eta eztanda ere, zer neurri saihestu eta ezabatu daitezke?
Lehenik eta behin, uler dezagun litiozko baterien materialaren konposizioa.Litio-ioizko baterien errendimendua batez ere erabilitako baterien barneko materialen egituraren eta errendimenduaren araberakoa da.Barneko bateriaren material hauek elektrodo negatiboaren materiala, elektrolitoa, diafragma eta elektrodo positiboaren materiala dira.Horien artean, material positibo eta negatiboen aukerak eta kalitateak zuzenean zehazten du litio-ioizko baterien errendimendua eta prezioa.Hori dela eta, elektrodo positibo eta negatiboen material merkeak eta errendimendu handikoak ikertzea izan da litio-ioizko bateriaren industriaren garapenaren ardatza.
Elektrodo negatiboaren materiala karbonozko material gisa hautatzen da, eta garapen nahiko heldua da gaur egun.Katodoen materialen garapena faktore garrantzitsu bat bihurtu da litio-ioizko bateriaren errendimendua eta prezioen murrizketa gehiago hobetzeko.Litio-ioizko baterien egungo ekoizpen komertzialean, katodo-materialaren kostua bateriaren kostu osoaren% 40 inguru da, eta katodo-materialaren prezioaren murrizketak zuzenean zehazten du litio-ioizko baterien prezioa murriztea.Hau bereziki egia da litio-ioizko bateriei dagokienez.Esate baterako, telefono mugikor baten litio-ioizko bateria txiki batek 5 gramo katodo-material baino ez ditu behar, autobusa gidatzeko litio-ioizko bateria batek, berriz, 500 kg-ko katodo-materiala behar dezake.
Teorian Li-ioi baterien elektrodo positibo gisa erabil daitezkeen material mota asko egon arren, elektrodo positibo arruntaren materialaren osagai nagusia LiCoO2 da.Kargatzean, bateriaren bi poloei gehitzen zaien potentzial elektrikoak elektrodo positiboaren konposatuak litio-ioiak askatzera behartzen ditu, elektrodo negatiboaren karbonoan txertatuta dauden egitura lamelar batekin.Deskargatzen direnean, litio ioiak karbonoaren egitura lamelartik ateratzen dira eta elektrodo positiboko konposatuarekin birkonbinatzen dira.Litio ioien mugimenduak korronte elektrikoa sortzen du.Hau da litiozko baterien funtzionamenduaren printzipioa.
Printzipioa sinplea den arren, benetako industria-ekoizpenean, kontuan hartu beharreko askoz arazo praktikoagoak daude: elektrodo positiboaren materialak gehigarriak behar ditu karga eta deskarga anitzeko jarduera mantentzeko, eta elektrodo negatiboaren materiala diseinatu behar da. egitura molekularraren maila litio ioi gehiago sartzeko;elektrodo positiboen eta negatiboen artean betetako elektrolitoak, egonkortasuna mantentzeaz gain, eroankortasun elektriko ona izan behar du eta bateriaren barne-erresistentzia murriztu behar du.
Litio-ioizko bateriak aipatutako abantaila guztiak baditu ere, baina babes-zirkuituaren eskakizunak nahiko altuak diren arren, prozesuaren erabileran zorrozki gehiegi kargatzea, deskarga gehiegizko fenomenoa saihesteko, deskarga-korronteak ez luke behar. handiegia izan, oro har, deskarga-tasa ez da 0,2 C baino handiagoa izan behar. Litiozko baterien karga-prozesua irudian ageri da.Kargatze-ziklo batean, litio-ioizko bateriek bateriaren tentsioa eta tenperatura detektatu behar dituzte kargatzen hasi aurretik, kargatu daitekeen ala ez zehazteko.Bateriaren tentsioa edo tenperatura fabrikatzaileak baimendutako tartetik kanpo badago, debekatuta dago kargatzea.Kargatzeko tentsio-tartea onartzen da: 2,5 V ~ 4,2 V bateria bakoitzeko.
Bateria deskarga sakonean dagoenean, kargagailuak aurretik kargatzeko prozesu bat izan behar du, bateriak azkar kargatzeko baldintzak bete ditzan;ondoren, bateriaren fabrikatzaileak gomendatutako karga azkarreko abiaduraren arabera, oro har 1C, kargagailuak bateria korronte konstantearekin kargatzen du eta bateriaren tentsioa poliki-poliki igotzen da;bateriaren tentsioa ezarritako amaierako tentsiora (orokorrean 4.1V edo 4.2V) iristen denean, korronte konstantearen karga amaitzen da eta karga-korrontea. amaitzen da, karga-korrontea azkar gainditzen da eta karga kargatze prozesu osoan sartzen da;Kargatze-prozesu osoan zehar, karga-korrontea gutxitzen da pixkanaka-pixkanaka karga-tasa C/10-tik behera jaisten den arte edo karga-denbora osoa gainditzen den arte, gero goiko moztutako karga bihurtzen da;goiko mozketaren kargatzean, kargagailuak bateria oso txikia den karga-korronte batekin berritzen du.Goiko mozketaren kargaren aldi baten ondoren, karga itzali egiten da.
Argitalpenaren ordua: 2022-11-15