Schnelles Verständnis von Eigenschaften und Parameter von sechs allgemeinen Lithium-Batterien (1/6)

March 5, 2019

Wir sprechen häufig dreifache Lithium-Batterien oder über Eisenlithiumbatterien, die nach Lithium-Batterien entsprechend positiven aktiven Materialien genannt werden. In diesem Papier werden sechs allgemeine Arten Lithium-Batterien und ihre Hauptleistungsparameter zusammengefasst. Wie wir alle wissen sind die spezifischen Parameter der gleichen Technologielinie nicht genau die selben. Dieses Papier zeigt das allgemeine Niveau der gegenwärtigen Parameter. Sechs Arten Lithium-Batterien umfassen: Lithiumkobaltoxid (LiCoO 2), Lithiummanganat (LiMnO 4), Lithiumnickel-Kobaltmanganat (LiNiMnCoO 2 oder NMC), Lithiumnickel-Kobaltaluminat (LiNiCoAlO 2 oder NCA), Lithiumeisenphosphat (LiFePO4), Lithiumtitanat (Li4Ti5O12

Lithiumkobaltoxid

Seine hohe spezifische Energie trifft Lithiumkobaltoxid eine populäre Wahl für Handys, Laptops und Digitalkameras. Die Batterie besteht Kobaltoxidkathode und aus Graphitkohlenstoffanode. Die Kathode hat eine Sandwich-Struktur. Während der Entladung bewegen sich Lithiumionen von der Anode auf die Kathode, während die aufladenden Prozessflüsse in die entgegengesetzte Richtung. Die Struktur wird im Abbildung 1. gezeigt.

Abbildung 1: Lithiumkobalt-Oxidstruktur

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Die Kathode hat eine Sandwich-Struktur. Während der Entladung bewegen sich Lithiumionen von der Anode auf die Kathode und fließen von der Kathode zur Anode während der Aufladung. Die Nachteile von Lithiumkobalt sind verhältnismäßig kurzes Leben, niedrige Wärmebeständigkeit und begrenzte Tragfähigkeit (spezifische Energie). Wie andere Kobalt-Mischlithium-ionen-batterien benutzt Lithiumkobaltoxid Graphitanode. Sein Zyklusleben wird hauptsächlich durch die Festelektrolytschnittstelle (SEI) begrenzt, die hauptsächlich in der allmählichen Verdickung von SEI-Film und im Lithiumüberzugproblem während des aufladenden oder niedrigtemperaturaufladenden Rapid verkündet wird. Das neuere materielle System addiert Nickel, Mangan und/oder Aluminium, um Nutzungsdauer, Tragfähigkeit zu verbessern und Kosten zu verringern.

 

 

Lithiumkobaltoxid sollte nicht an den Strom über der Kapazität aufgeladen werden und entladen werden. Dies heißt, dass 18650 Batterien mit 2.400 Milliamperestunde an kleiner als oder am Gleichgestellten zu 2.400 MA nur aufgeladen werden und entladen werden können. Die schnelle Zwangsaufladung oder die Anwendung von Lasten höher als 2400mA führen zu Überhitzungs- und Überlastungsdruck. Um den besten schnellen Gebührensatz zu erreichen, empfiehlt der Hersteller einen Gebührensatz 0.8C oder ungefähr 2.000 MA. Die Batterieschutzschaltung begrenzt die Aufladungsund Entladungsrate der Energieeinheit auf ein sicheres Niveau von ungefähr 1C.

 

 

Sechseckiges Spinnendiagramm (Tabelle 2) fasst die Leistung von Lithiumkobalt in der spezifischer Energie oder in Kapazität zusammen, die auf Operation bezogen werden; spezifische Energie oder Fähigkeit, großen Strom zur Verfügung zu stellen; Sicherheit; Leistung in der Hochs und Tiefs-Temperaturumwelt; Leben einschließlich das Kalender- und Zyklusleben; Kosteneigenschaften. Andere wichtige Eigenschaften, die nicht im Spinnendiagramm gezeigt werden, umfassen Giftigkeit, schnelle Ladekapazität, Selbstentladung und Haltbarkeitsdauer.

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Abbildung 2: Spinnendiagramm von durchschnittlichen Lithiumkobaltbatterien.

Lithiumkobalt hat ausgezeichnete Leistung in der hohen spezifischen Energie, aber es kann allgemeine Leistung in den Energieeigenschaften, in der Sicherheit und im Zyklusleben nur zur Verfügung stellen.

 

Spannung Nennwert ist 3.60V; typischer Betriebsbereich ist 3.0-4.2V/battery
Spezifische Energie (Kapazität) 150-200 Wh/kg. Spezielle Batterien stellen bis zu 240Wh/kg zur Verfügung.

 

 

Aufladung (c-Rate)

 

0.7-1C, ladend zu 4.20V auf (die meisten Batterien); typische Aufladezeit ist 3 Stunden; mehr als Ladestrom 1C verkürzen die Batteriedauer.
Entladestrom

 

1C; Entladungsabkürzungsspannung 2.50V. Der Entladestrom über 1C verkürzt die Batteriedauer.

 

Kreisleben 500-1000, abhängig von Entladungstiefe, Last und Temperatur
Thermisches Durchgehen 150 Grad C (302 Grade Fahrenheit). Voll-gefüllter Zustand führt leicht zu thermisches Durchgehen
Anwendung Sehr hoch spezifische Energie, begrenzte spezifische Energie. Kobalt ist teuer. Es wird als Energiebatterie verwendet. Marktanteil ist stabil.
Anmerkungen

Sehr hoch spezifische Energie, begrenzte spezifische Energie. Kobalt ist teuer. Es wird als Energiebatterie verwendet. Marktanteil ist stabil.