Γρήγορα να καταλάβει των χαρακτηριστικών και παράμετροι έξι κοινών μπαταριών λίθιου (2/6)
March 5, 2019
Το δεύτερο υλικό
LiMn2Ο4(καλέσαμεεπίσηςτηνμπαταρίαυψηλής δύναμηςήυψηλού ποσοστού)
Οι σπινέλιου manganate λίθιου μπαταρίες αναφέρθηκαν αρχικά το 1983. Το 1996, Moli Energy Company εμπορευματοποίησε τις λίθιο-ιονικές μπαταρίες χρησιμοποιώντας manganate λίθιου ως υλικό καθόδων. Η δομή διαμορφώνει μια τρισδιάστατη σπινέλιου δομή, η οποία μπορεί να βελτιώσει την ιονική ροή στο ηλεκτρόδιο, με αυτόν τον τρόπο μειώνοντας την εσωτερική αντίσταση και βελτιώνοντας την τρέχουσα ικανότητα μεταφοράς. Ένα άλλο πλεονέκτημα του σπινέλιου είναι η υψηλές θερμικές σταθερότητα και η ασφάλειά του, αλλά η ζωή της κύκλων και ημερολογίων είναι περιορισμένη. Η χαμηλή εσωτερική αντίσταση μπαταριών μπορεί να πραγματοποιήσει γρήγορα να φορτίσει και την υψηλής τάσης απαλλαγή. η μπαταρία 18650 τύπων, manganate λίθιου μπαταρία μπορεί να απαλλαχθεί στο ρεύμα 20-30A, και έχει τη μέτρια συσσώρευση θερμότητας. Οι σφυγμοί φορτίων μέχρι τα δευτερόλεπτα 50A1 μπορούν επίσης να εφαρμοστούν. Το συνεχές υψηλό φορτίο σε αυτό το ρεύμα θα οδηγήσει στη συσσώρευση θερμότητας, και η θερμοκρασία της μπαταρίας δεν πρέπει να υπερβεί 80 Γ (176 Φ). Manganate λίθιου χρησιμοποιείται στα ηλεκτρικά εργαλεία, τις ιατρικές συσκευές, και τα υβριδικά και καθαρά ηλεκτρικά οχήματα.
Το σχήμα 4 επεξηγεί το σχηματισμό ενός τρισδιάστατου σκελετού κρυστάλλου στην κάθοδο μιας manganate λίθιου μπαταρίας. Η σπινέλιου δομή αποτελείται συνήθως από μια ρομβική μορφή που συνδέεται με το δικτυωτό πλέγμα, και εμφανίζεται συνήθως μετά από το σχηματισμό των μπαταριών.
Σχήμα 4: Manganate λίθιου δομή.
Η κρυστάλλωση manganate λίθιου της καθόδου διαμορφώνει μια τρισδιάστατη δομή σκελετών μετά από το σχηματισμό. Ο σπινέλιος παρέχει τη χαμηλή αντίσταση αλλά τη χαμηλότερη συγκεκριμένη ενέργεια από το κοβάλτιο λίθιου.
Η ικανότητα manganate λίθιου είναι για το ένα τρίτο χαμηλότερο από αυτό του κοβαλτίου λίθιου. Η ευελιξία σχεδίου επιτρέπει στους μηχανικούς για να επιλέξει να μεγιστοποιήσει τη διάρκεια ζωής μπαταρίας, ή να αυξήσει το μέγιστο ρεύμα φορτίων (συγκεκριμένη δύναμη) ή την ικανότητα (συγκεκριμένη ενέργεια). Παραδείγματος χάριν, η μακράς διαρκείας έκδοση της μπαταρίας 18650 έχει μια μέτρια ικανότητα του mAh μόνο 1.100, ενώ η μεγάλης χωρητικότητας έκδοση έχει μια μέτρια ικανότητα του mAh 1.500.
Το σχήμα 5 παρουσιάζει διάγραμμα αραχνών μιας χαρακτηριστικής manganate λίθιου μπαταρίας. Αυτές οι χαρακτηριστικές παράμετροι δεν φαίνονται ιδανικές, αλλά το νέο σχέδιο βελτιώνεται στη δύναμη, την ασφάλεια και τη ζωή. Οι καθαρές manganate λίθιου μπαταρίες δεν είναι πλέον κοινές σήμερα χρησιμοποιούνται μόνο στις ειδικές καταστάσεις.
Σχ. 5: Διάγραμμα αραχνών της καθαρής manganate λίθιου μπαταρίας.
Παρά τη γενική απόδοσή του, το νέο manganate λίθιου σχέδιο μπορεί να βελτιώσει τη δύναμη, την ασφάλεια και τη ζωή.
Το περισσότερο manganate λίθιου αναμιγνύεται με το οξείδιο κοβαλτίου μαγγάνιου νικελίου λίθιου (NMC) για να αυξήσει τη συγκεκριμένη ενέργεια και να παρατείνει τη ζωή. Αυτός ο συνδυασμός φέρνει την καλύτερη απόδοση κάθε συστήματος, και τα περισσότερα ηλεκτρικά οχήματα, όπως το φύλλο της Nissan, το βολτ και η BMW i3, χρήση LMO Chevrolet (NMC). Το μέρος LMO της μπαταρίας μπορεί να φθάσει για 30% και να παρέχει το υψηλότερο ρεύμα στην επιτάχυνση, ενώ το μέρος NMC παρέχει μια μακροχρόνια σειρά.
Οι λίθιο-ιονικές μπαταρίες τείνουν να συνδυάσουν manganate λίθιου με το κοβάλτιο, το νικέλιο, το μαγγάνιο ή/και το αλουμίνιο ως ενεργά υλικά καθόδων. Σε μερικές αρχιτεκτονικές, ένα πυρίτιο μικρού ποσού προστίθεται στην άνοδο. Αυτό παρέχει μια αύξηση χωρητικότητας 25% εντούτοις, όπως το πυρίτιο επεκτείνεται και συρρικνώνεται κατά τη διάρκεια της χρέωσης και της εκφόρτισης, προκαλεί τη μηχανική πίεση, η οποία είναι συνήθως στενά συνδεδεμένη στη σύντομη ζωή κύκλων.
Αυτά τα τρία είδη ενεργών μετάλλων και ενίσχυσης πυριτίου μπορούν να επιλεχτούν βολικά για να βελτιώσουν τη συγκεκριμένη ενέργεια (ικανότητα), τη συγκεκριμένη δύναμη (χωρητικότητα φορτίων) ή τη ζωή. Οι καταναλωτικές μπαταρίες χρειάζονται τη μεγάλη περιεκτικότητα, ενώ οι βιομηχανικές εφαρμογές χρειάζονται τα συστήματα μπαταριών, τα οποία έχουν την καλή χωρητικότητα φορτίων, μακρά ζωή και παρέχουν τις ασφαλείς και αξιόπιστες υπηρεσίες.
Ονομαστική αξία τάσης 3.70V (3.80V) χαρακτηριστική λειτουργούσα σειρά 3.0-4.2V/battery
Συγκεκριμένη ενέργεια (ικανότητα) 100-150Wh/κλ 100-150 Wh/kg
Η χαρακτηριστική αξία φόρτισης (ποσοστό Γ) είναι 0.7-1C, η μέγιστη αξία είναι 3C, φορτίζοντας σε 4.20V (οι περισσότερες μπαταρίες)
Απαλλαγή (ποσοστό Γ) 1C μερικές μπαταρίες να φθάσουν σε 10C, σφυγμός 30C (5s), 2.50V που κόβεται μπορούν.
ζωή 300-700 κύκλων (ανάλογα με το βάθος και τη θερμοκρασία απαλλαγής)
Η θερμική χαρακτηριστική αξία δραπέτη είναι 250 βαθμοί Γ (482 βαθμοί Φ). Η υψηλή δαπάνη προωθεί το θερμικό δραπέτη
ηλεκτρικά εργαλεία εφαρμογής, ιατρικός εξοπλισμός, σύστημα μετάδοσης ηλεκτρικής δύναμης
Σημειώνει τη υψηλή δύναμη αλλά τη χαμηλή ικανότητα ασφαλέστερος από το οξείδιο κοβαλτίου λίθιου συνήθως μικτός με NMC για να βελτιώσει την απόδοση.