Γρήγορα να καταλάβει των χαρακτηριστικών και παράμετροι έξι κοινών μπαταριών λίθιου (1/6)

Μιλάμε συχνά για τις τριαδικές μπαταρίες λίθιου ή τις μπαταρίες σίδηρος-λίθιου, οι οποίες ονομάζονται μετά από τις μπαταρίες λίθιου σύμφωνα με τα θετικά ενεργά υλικά. Σε αυτό το έγγραφο, έξι κοινοί τύποι μπαταριών λίθιου και οι κύριες παράμετροι απόδοσής τους συνοψίζονται. Όπως είναι γνωστό, οι συγκεκριμένες παράμετροι της ίδιας γραμμής τεχνολογίας δεν είναι ακριβώς οι ίδιες. Αυτό το έγγραφο παρουσιάζει γενικό επίπεδο των τρεχουσών παραμέτρων. Έξι είδη μπαταριών λίθιου περιλαμβάνουν: οξείδιο κοβαλτίου λίθιου (LiCoO 2), manganate λίθιου (LiMnO 4), manganate κοβαλτίου νικελίου λίθιου (LiNiMnCoO 2 ή NMC), αργιλικό άλας κοβαλτίου νικελίου λίθιου (LiNiCoAlO 2 ή NCA), φωσφορικό άλας σιδήρου λίθιου (LiFePO4), titanate λίθιου (Li4Ti5O12

Οξείδιο κοβαλτίου λίθιου

Η υψηλή συγκεκριμένη ενέργειά της κάνει το οξείδιο κοβαλτίου λίθιου μια δημοφιλή επιλογή για τα κινητές τηλέφωνα, τα lap-top και τις ψηφιακές κάμερα. Η μπαταρία αποτελείται από την κάθοδο οξειδίων κοβαλτίου και την από γραφίτη άνοδο άνθρακα. Η κάθοδος έχει μια βαλμένη σε στρώσεις δομή. Κατά τη διάρκεια της απαλλαγής, τα ιόντα λίθιου κινούνται από την άνοδο προς την κάθοδο, ενώ η διαδικασία χρέωσης ρέει στην αντίθετη κατεύθυνση. Η δομή παρουσιάζεται στο σχήμα 1.

Σχήμα 1: Δομή οξειδίων κοβαλτίου λίθιου

Η κάθοδος έχει μια βαλμένη σε στρώσεις δομή. Κατά τη διάρκεια της απαλλαγής, τα ιόντα λίθιου κινούνται από την άνοδο προς την κάθοδο, και τη ροή από την κάθοδο στην άνοδο κατά τη διάρκεια της χρέωσης. Τα μειονεκτήματα του κοβαλτίου λίθιου είναι σχετικά μικρή ζωή, χαμηλή θερμική σταθερότητα και περιορισμένη χωρητικότητα φορτίων (συγκεκριμένη δύναμη). Όπως άλλες κοβάλτιο-μικτές λίθιο-ιονικές μπαταρίες, το οξείδιο κοβαλτίου λίθιου χρησιμοποιεί την από γραφίτη άνοδο. Η ζωή κύκλων της περιορίζεται κυρίως από τη στερεά διεπαφή το (SEI) ηλεκτρολυτών, η οποία φανερώνεται κυρίως στη βαθμιαία πυκνότητα της ταινίας SEI και το πρόβλημα επένδυσης λίθιου κατά τη διάρκεια της γρήγορης χρέωσης ή της χαμηλής θερμοκρασίας χρέωσης. Το νεώτερο υλικό σύστημα προσθέτει το νικέλιο, το μαγγάνιο ή/και το αλουμίνιο για να βελτιώσει τη ζωή υπηρεσιών, χωρητικότητα φορτίων και να μειώσει τις δαπάνες.

Το οξείδιο κοβαλτίου λίθιου δεν πρέπει να χρεωθεί και να εκφορτιστεί στα ρεύματα επάνω από την ικανότητα. Αυτό σημαίνει ότι 18650 μπαταρίες με το mAh 2.400 μπορούν μόνο να φορτιστούν και να εκφορτιστούν σε λιγότερο ή ίσο προς 2.400 μΑ. Η αναγκασμένη γρήγορη χρέωση ή η εφαρμογή των φορτίων υψηλότερων από 2400mA θα οδηγήσει στην υπερθέρμανση και θα υπερφορτώσει την πίεση. Προκειμένου να ληφθεί το καλύτερο γρήγορο ποσοστό χρέωσης, ο κατασκευαστής συστήνει ένα ποσοστό χρέωσης 0.8C ή περίπου 2.000 μΑ. Το κύκλωμα προστασίας μπαταριών περιορίζει το ποσοστό φόρτισης και εκφόρτισης της ενεργειακής μονάδας σε ένα ασφαλές επίπεδο περίπου 1C.

Το εξαγωνικό διάγραμμα αραχνών (σχήμα 2) συνοψίζει την απόδοση του κοβαλτίου λίθιου στη συγκεκριμένη ενέργεια ή την ικανότητα σχετική με τη λειτουργία συγκεκριμένη δύναμη ή δυνατότητα να παρασχεθεί το μεγάλο ρεύμα ασφάλεια απόδοση στα περιβάλλοντα υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας ζωή συμπεριλαμβανομένης της ζωής ημερολογίων και κύκλων χαρακτηριστικά δαπανών. Άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα που δεν παρουσιάζονται στο διάγραμμα αραχνών περιλαμβάνουν την τοξικότητα, τη γρήγορη ικανότητα χρέωσης, self-discharge και ζωή του προϊόντος στο ράφι.

Σχήμα 2: Διάγραμμα αραχνών των μέσων μπαταριών κοβαλτίου λίθιου.

Το κοβάλτιο λίθιου έχει την άριστη απόδοση στην υψηλή συγκεκριμένη ενέργεια, αλλά μπορεί μόνο να παρέχει τη γενική απόδοση στα χαρακτηριστικά δύναμης, την ασφάλεια και τη ζωή κύκλων.