Einführung in das Grundkenntnis von Lithium -Batteriezellen

1, Zusammensetzung von Lithium -Batteriezellen

1. Positives Elektrodenmaterial: Lithiumverbindungen wie Lithium -Kobaltoxid (Licoo ₂ ₂), Lithium -Manganoxid (Limn ₂ O ₄), Lithium -Eisenphosphat (Lifepo ₄) und ternäre Materialien (Linixcoymnzo ₂) werden häufig verwendet. Unterschiedliche positive Elektrodenmaterialien haben unterschiedliche Leistungsmerkmale. Zum Beispiel hat Lithium -Kobaltoxid eine hohe Energiedichte, aber relativ geringe Sicherheit, während Lithium -Eisenphosphat eine hohe Sicherheit und eine lange Lebensdauer, aber relativ geringe Energiedichte aufweist.

2. Negatives Elektrodenmaterial: Im Allgemeinen aus Kohlenstoffmaterialien wie Graphit besteht seine Funktion darin, Lithiumionen während des Aufladens zu speichern und Lithiumionen während des Entladens freizusetzen. Negative Elektrodenmaterialien umfassen auch Kohlenstoffmikrokugeln mit Zwischenphasen, Lithiumtitanat usw.

3. Zwerchfell: Ein poröser Polymerfilm, der dazu dient, positive und negative Elektroden zu isolieren, Kurzstrecken vorzubeugen und Lithiumionen durchlaufen zu lassen. Das Material des Zwerchfells ist normalerweise eine polyolefinporöse Membran.

4. Elektrolyt: hauptsächlich aus Lithiumsalzen (wie Lithiumhexafluorophosphat -Lipf ₆) und organischen Lösungsmitteln, die für die Durchführung von Lithiumionen zwischen den positiven und negativen Elektroden verantwortlich sind. Der Elektrolyt kann flüssig oder gel sein.

5. Schale: Die Schale der Batterie kann aus Stahl, Aluminium, nickelischem Eisen oder Aluminium-plastischer Film bestehen. Die Schale enthält auch eine Kappe für die Batterie, die als Auslass für die positiven und negativen Elektroden dient.

 

2, das Arbeitsprinzip von Lithium -Batteriezellen

Während des Aufladens werden Lithiumionen aus dem positiven Elektrodenmaterial freigesetzt, durch den Elektrolyten durch das Trennzeichen gelangen und in das negative Elektrodenmaterial eingebettet; Während der Entladung werden Lithiumionen aus dem negativen Elektrodenmaterial freigesetzt, durch den Elektrolyten durch das Trennzeichen gelangen und zum positiven Elektrodenmaterial zurückkehren, wodurch in diesem Prozess Strom erzeugt wird.

 

3, Klassifizierung von Lithium -Batteriezellen

 

1. Klassifiziert nach Aussehen: quadratische Lithiumbatterie, zylindrische Lithiumbatterie, Lithiumbatterie mit weicher Packung;

2. Klassifiziert durch Outsourcing -Materialien: Aluminiumschalen -Lithiumbatterien, Stahlschalen -Lithiumbatterien und Weichpack -Batterien;

3. Klassifiziert durch positives Elektrodenmaterial: Lithium -Kobaltoxid (LICOO2), Lithium -Manganoxid (LIMN2O4), Ternärer Lithium (LinixcoyMnzo2), Lithium -Eisenphosphat (lifepo4);

4. Klassifiziert durch Elektrolytzustand: Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und Polymerbatterien (PLB);

5. Nach Zweck eingestuft: gewöhnliche Batterien und Strombatterien.

6. Klassifiziert durch Leistungsmerkmale: Batterien mit hoher Kapazität, Batterien mit hoher Rate, Hochtemperaturbatterien, Niedertemperaturbatterien usw.

 

4, Eigenschaften von Lithium -Batteriezellen

1. Dichte mit hoher Energiedichte: Lithium -Batteriezellen können mehr Energie speichern, sodass Lithiumbatterien eine höhere Energieleistung aufweisen als andere Arten von Batterien mit gleichem Volumen oder Gewicht.

2. Lange Zykluslebensdauer: Nach mehreren Ladungs- und Entladungszyklen kann es immer noch eine gute Leistung aufrechterhalten und im Allgemeinen Hunderte oder sogar Tausende von Zyklen erreichen.

3. Niedrige Selbstentladungsrate: Wenn Sie nicht verwendet werden, ist die Selbstentladungsgeschwindigkeit langsam und kann die Stromversorgung für lange Zeit aufrechterhalten.

4. Umweltschutz: Es enthält keine Schwermetalle wie Quecksilber und Cadmium und ist relativ umweltfreundlich.

 

5, Erklärung der gemeinsamen Begriffe

1. Kapazität

Bezieht sich auf die Menge an Strom, die von Lithium in einer Batterie unter bestimmten Entladungsbedingungen erhalten werden kann. Die Formel für die Batteriekapazität lautet q=i * t, gemessen in Coulombs. Die Kapazitätseinheit einer Batterie wird als AH (Ampere Stunde) oder MAH (Milliampere Stunde) angegeben, was bedeutet, dass eine 1AH -Batterie 1 Stunde lang mit einem Strom von 1A abgeladen werden kann.

Zuvor war die Batterie der alten Telefone von Nokia (wie Bl -5 C) normalerweise 500mah. Heutzutage lautet die Batterie von Smartphones 800-1900 MAH, Elektrofahrräder sind normalerweise 10-20 AH, und Elektroautos sind normalerweise 20-200 ah.

2. Ladungsrate/Entladungsrate

Es repräsentiert die Menge an Strom, die für das Laden und Abladungen verwendet wird und normalerweise als Vielfalt der Nennkapazität der Batterie berechnet wird und allgemein als mehrere Grad Celsius bezeichnet wird. Für eine Batterie mit einer Kapazität von 15 0 0mah ist 1c als 1500mah angegeben. Wenn es bei 2C entlassen wird, wird es mit einem Strom von 3000 mA entlassen und bei 0,1 ° C geladen und mit einem Strom von 150 mA geladen.

3.. Spannung (OCV: Open -Circuit -Spannung)

Die Spannung einer Batterie bezieht sich im Allgemeinen auf die Nennspannung (auch als Nennspannung bezeichnet) einer Lithiumbatterie. Die Nennspannung einer regulären Lithiumbatterie beträgt im Allgemeinen 3,7 V, und wir bezeichnen ihr Spannungsplateau auch als 3,7 V.

Wenn die Batterie eine Kapazität von 20 ~ 80%hat, ist die Spannung auf etwa 3,7 V (3,6 ~ 3,9 V) konzentriert, und wenn die Kapazität zu hoch oder zu niedrig ist, ändert sich die Spannung stark.

4. Energie/Kraft

Die Energie (e), die eine Batterie abgeben kann, wenn sie auf einen bestimmten Standard abgegeben wird, wird in WH (Watt Stunden) oder kWh (Kilowattstunden) mit 1KWH =1 kWh gemessen.

E=u*i*t ist auch gleich der Batteriespannung mit der Batteriekapazität multiplizieren

Die Formel für die Macht lautet, P=u*i=e/t, gibt die Energiemenge an, die pro Zeiteinheit freigegeben werden kann. Das Gerät ist W (Watts) oder KW (Kilowatts). Eine Batterie mit einer Kapazität von 1500 mAh hat typischerweise eine Nennspannung von 3,7 V, die einer Energie von 5,55WH entspricht.

5. Widerstand

Aufgrund der Tatsache, dass das Laden und Entladen nicht einer idealen Stromquelle entsprechen kann, gibt es einen gewissen internen Widerstand. Der interne Widerstand verbraucht natürlich Energie, je kleiner der innere Widerstand, desto besser.

Die Einheit des internen Widerstands der Batterie ist Milliohms (M ω).

Der interne Widerstand einer typischen Batterie besteht aus ohmischer Widerstand und Polarisationswiderstand, und die Größe des inneren Widerstands wird durch das Material, das Herstellungsprozess und die Struktur der Batterie beeinflusst.

6. Fahrradleben

Das Aufladen und Entladen einer Batterie einmal wird als Zyklus bezeichnet, und die Zyklusdauer ist ein wichtiger Indikator, um die Leistung der Akkulaufzeit zu messen.

Die IEC -Standard -Lithium -Batterien sollten von {{0}}}}}}}}}. 2c bis 3.0v geladen und von 1C auf 4,2 V geladen werden. Nach 500 Zyklen sollte die Batteriekapazität bei 60% oder mehr der anfänglichen Kapazität aufrechterhalten werden. Das heißt, die Zykluslebensdauer von Lithiumbatterien beträgt 500 Mal.

Nach dem nationalen Standard sollte die Kapazität nach einer Zyklusdauer von 300 Mal bei 70% der anfänglichen Kapazität aufrechterhalten werden. Wenn die Batteriekapazität weniger als 60% der anfänglichen Kapazität beträgt, wird allgemein als verschrottet angesehen.

7. Tiefe der Entladung (DOD)

Definiert als der Prozentsatz der von der Batterie auf die Nennkapazität freigegebenen Kapazität.

Je tiefer die Entladungstiefe der Lithiumbatterien ist, desto kürzer die Akkulaufzeit.

8. Spannung abschneiden

Die Terminierungsspannung ist in die Lade -Terminierungsspannung und die Abschlusspsspannung unterteilt, was bedeutet, dass die Spannung, bei der die Batterie nicht weiter ladet oder entlassen kann. Die Fortsetzung der Ladung oder Entladung an der Terminierungsspannung hat erhebliche Auswirkungen auf die Lebensdauer der Batterie.

Die Ladungsbeendungsspannung von Lithiumbatterien beträgt im Allgemeinen 4,2 V und die Entladungs ​​-Terminierungsspannung 3. 0 v.

Tiefe Ladung oder Entladung von Lithiumbatterien über die Beendigungspannung ist strengstens untersagt.

9. Selbstentladungsrate

Die Rate, zu der die Kapazität einer Batterie während der Lagerung abnimmt, wird als Prozentsatz der Kapazität pro Zeiteinheit ausgedrückt.

Die Selbstentladungsrate einer typischen Lithiumbatterie beträgt 2% bis 9% pro Monat.

10. SOC (Gebührszustand)

Bezieht sich auf den Prozentsatz der verbleibenden Batterieleistung auf die Gesamtmenge an Strom, die von 0 bis 100%entladen werden kann. Reflektieren Sie den verbleibenden Batteriespiegel.

 

6, Namenskonvention für Batterien

Unterschiedliche Hersteller haben unterschiedliche Namenskonventionen, aber universelle Batterien folgen einem einheitlichen Standard, und die Größe der Batterie kann mit ihrem Namen bestimmt werden.

Laut IEC 61960 sind die Regeln für zylindrische und quadratische Batterien wie folgt:

1. Zylindrische Batterie

3 Buchstaben gefolgt von 5 Zahlen.

Drei Buchstaben, der erste Buchstaben repräsentiert das negative Elektrodenmaterial, i repräsentiert das Vorhandensein von eingebauten Lithiumionen und L die Lithium-Metall- oder Lithiumlegierelektrode; Der zweite Buchstabe repräsentiert das positive Elektrodenmaterial, C repräsentiert Kobalt, n repräsentiert Nickel, M repräsentiert Mangan und V repräsentiert Vanadium; Der dritte Buchstabe R repräsentiert die zylindrische Form.

5 Ziffern, die ersten 2 Ziffern repräsentieren den Durchmesser und die letzten 3 Ziffern die Höhe in Millimetern.

2. Quadratbatterie

3 Buchstaben gefolgt von 6 Zahlen.

Drei Buchstaben, der erste Buchstaben repräsentiert das negative Elektrodenmaterial, i repräsentiert das Vorhandensein von eingebauten Lithiumionen und L die Lithium-Metall- oder Lithiumlegierelektrode; Der zweite Buchstabe repräsentiert das positive Elektrodenmaterial, C repräsentiert Kobalt, n repräsentiert Nickel, M repräsentiert Mangan und V repräsentiert Vanadium; Der dritte Buchstabe P repräsentiert ein Quadrat.

6 Ziffern, die ersten 2 Ziffern repräsentieren die Dicke, die mittleren 2 Ziffern repräsentieren Breite und die letzten 2 Ziffern repräsentieren die Höhe (Länge), alle in Millimetern.

Zum Beispiel ist ICR 18650 eine universelle zylindrische Batterie mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Höhe von 65 mm; ICP 053353 ist eine quadratische Batterie mit einer Dicke von 5 mm, einer Breite von 33 mm und einer Höhe (Länge) von 53 mm.