أخبار الشركة عن 【بطارية BAIDUN عمر بطارية الليثيوم الثلاثية ومزاياها وعيوبها

ملخص

ما هي بطارية الليثيوم الثلاثية؟في الطبيعة ، الليثيوم هو أخف معدن له أصغر كتلة ذرية.وزنه الذري 6.94 جم / مول ، و ρ = 0.53 جم / سم 3.الليثيوم نشط كيميائيًا ويفقد الإلكترونات بسهولة ويتأكسد إلى Li + ، لذا فإن جهد القطب القياسي هو الأكثر سلبية ، -3.04

ما هي بطارية الليثيوم الثلاثية؟

في الطبيعة ، الليثيوم هو أخف معدن له أصغر كتلة ذرية.وزنه الذري 6.94 جم / مول و ρ = 0.53 جم / سم 3.الليثيوم نشط كيميائيًا ويفقد الإلكترونات بسهولة ويتأكسد إلى Li +.لذلك ، فإن جهد القطب القياسي هو الأكثر سلبية ، -3.045 فولت ، والمكافئ الكهروكيميائي هو الأصغر ، 0.26 جم / آه.تحدد خصائص الليثيوم هذه أنه مادة ذات طاقة نوعية عالية.تشير بطارية الليثيوم الثلاثية إلى بطارية ليثيوم ثانوية تستخدم ثلاثة أكاسيد معدنية انتقالية من النيكل والكوبالت والمنغنيز كمواد موجبة للإلكترود.إنه يدمج بشكل كامل أداء الدورة الجيد لأكسيد الكوبالت الليثيوم ، والقدرة النوعية العالية لنيكل الليثيوم والسلامة العالية والتكلفة المنخفضة لمنغنات الليثيوم.تستخدم طرق الخلط على المستوى الجزيئي ، والمنشطات ، والطلاء ، وتعديل السطح لتصنيع النيكل.الكوبالت والمنغنيز وأكاسيد الليثيوم التآزرية الأخرى متعددة العناصر.إنها بطارية ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن يتم بحثها وتطبيقها على نطاق واسع.

عمر بطارية الليثيوم الثلاثي

يشير ما يسمى بعمر بطارية الليثيوم إلى أن سعة البطارية تتحلل إلى 70٪ من السعة الاسمية (سعة البطارية في درجة حرارة الغرفة 25 درجة مئوية ، والضغط الجوي القياسي ، وتفريغها عند 0.2 درجة مئوية) بعد فترة من الزمن ، والتي يمكن اعتبارها نهاية الحياة.في الصناعة ، تُحسب دورة الحياة عمومًا من خلال عدد دورات بطاريات الليثيوم المشحونة والمفرغة بالكامل.أثناء عملية الاستخدام ، يحدث تفاعل كهروكيميائي لا رجوع فيه داخل بطارية الليثيوم ، مما يؤدي إلى انخفاض في السعة ، مثل تحلل الإلكتروليت ، وإلغاء تنشيط المواد الفعالة ، وانهيار هيكل القطب الموجب والسالب ، وتقليل في عدد أيونات الليثيوم التي يتم إدخالها واستخراجها ، إلخ.أظهرت التجارب أن ارتفاع معدل التفريغ سيؤدي إلى توهين أسرع للقدرة.إذا كان تيار التفريغ أقل ، فإن جهد البطارية سيكون قريبًا من جهد التوازن ويمكن إطلاق المزيد من الطاقة.

يبلغ العمر النظري لبطارية الليثيوم الثلاثية حوالي 800 دورة ، وهو متوسط ​​بين بطاريات الليثيوم التجارية القابلة لإعادة الشحن.يبلغ معدل فوسفات الحديد الليثيوم حوالي 2000 دورة ، بينما يقال إن تيتانات الليثيوم قادرة على الوصول إلى 10000 دورة.في الوقت الحاضر ، يعد مصنعو البطاريات السائدون بأكثر من 500 مرة (الشحن والتفريغ في ظل الظروف القياسية) في مواصفات بطارياتهم الثلاثية.ومع ذلك ، بعد تجميع البطاريات في حزمة بطارية ، وبسبب مشكلات الاتساق ، فإن الجهد الرئيسي والداخلي لا يمكن أن تكون المقاومة متماثلة تمامًا ، وتبلغ دورة حياتها حوالي 400 مرة.توصي الشركة المصنعة بأن تكون نافذة استخدام SOC هي 10٪ ~ 90٪.لا يُنصح بالشحن العميق والتفريغ ، وإلا فسوف يتسبب ذلك في تلف لا رجعة فيه للهيكل الإيجابي والسلبي للبطارية.إذا تم حسابها عن طريق الشحن الضحل والتفريغ الضحل ، فستكون دورة الحياة 1000 مرة على الأقل.بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم تفريغ بطاريات الليثيوم بشكل متكرر في بيئات ذات معدل عالٍ ودرجة حرارة عالية ، فسيتم تقليل عمر البطارية بشكل كبير إلى أقل من 200 مرة.

مزايا وعيوب بطارية الليثيوم الثلاثية

بطارية الليثيوم الثلاثية متوازنة نسبيًا من حيث السعة والسلامة ، وهي بطارية ذات أداء عام ممتاز.فيما يلي الوظائف والمزايا والعيوب الرئيسية للعناصر المعدنية الثلاثة:

Co3 +: تقليل مساحة خلط الكاتيونات ، وتثبيت بنية الطبقات للمادة ، وتقليل قيمة المعاوقة ، وزيادة التوصيل الكهربائي ، وتحسين أداء الدورة والمعدل.

Ni2 +: يمكن أن يزيد من قدرة المادة (زيادة كثافة الطاقة الحجمية للمادة) ، ونظرًا لنصف قطر مماثل لـ Li و Ni ، فإن الكثير من Ni سيؤدي أيضًا إلى اختلاط الليثيوم والنيكل بسبب ظاهرة خلع Li ، وتركيز أيونات النيكل في طبقة الليثيوم كلما زادت القيمة ، زادت صعوبة إزالة الليثيوم في البنية ذات الطبقات ، مما يؤدي إلى ضعف الأداء الكهروكيميائي.

Mn4 +: لا يمكن تقليل تكلفة المواد فحسب ، بل يمكنه أيضًا تحسين سلامة واستقرار المواد.ومع ذلك ، فإن المحتوى المرتفع بشكل مفرط من المنغنيز سيشكل بسهولة مرحلة الإسبنيل ويدمر الهيكل متعدد الطبقات ، مما يقلل من السعة ويقلل من الدورة.

تعد كثافة الطاقة العالية أكبر ميزة لبطاريات الليثيوم الثلاثية ، وتعد منصة الجهد مؤشرًا مهمًا لكثافة طاقة البطارية ، والتي تحدد الكفاءة الأساسية وتكلفة البطارية.كلما زادت منصة الجهد ، زادت السعة المحددة ، وبالتالي فإن نفس الحجم والوزن وحتى بطارية Ampere نفسها ، فإن بطارية الليثيوم ذات المادة الثلاثية ذات منصة الجهد العالي تتمتع بعمر بطارية أطول.منصة جهد التفريغ لبطارية الليثيوم الثلاثية المفردة تصل إلى 3.7 فولت ، وفوسفات حديد الليثيوم 3.2 فولت ، وتيتانات الليثيوم 2.3 فولت فقط.لذلك ، من منظور كثافة الطاقة ، فإن بطارية الليثيوم الثلاثية أفضل من فوسفات الحديد الليثيوم ، أو منغنات الليثيوم ، أو تيتانات الليثيوم لها مزايا مطلقة.

يعد ضعف الأمان وقصر دورة الحياة من أوجه القصور الرئيسية لبطاريات الليثيوم الثلاثية ، وخاصة أداء السلامة ، والذي كان عاملاً رئيسيًا أدى إلى تقييد تطبيقاتها على نطاق واسع والمتكاملة على نطاق واسع.يظهر عدد كبير من الاختبارات الفعلية أنه من الصعب على البطاريات الثلاثية ذات السعة الأكبر اجتياز اختبارات السلامة مثل الوخز بالإبر والشحن الزائد.وهذا أيضًا هو السبب وراء إدخال المزيد من عناصر المنجنيز عمومًا في البطاريات ذات السعة الكبيرة ، أو حتى خلطها بمنجنات الليثيوم.عمر الدورة 500 مرة في منتصف بطارية الليثيوم ، وبالتالي فإن مجال التطبيق الرئيسي لبطارية الليثيوم الثلاثية هو المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية مثل 3C الرقمية.