Bizalela ya lithium-Ba piles ya ion ezali nini?

Capacité mpe force électromotrice ya lithium-Matériaux ya pile ya ion .

Na tango ya charge-Reaction ya décharge ya ba piles ya lithium-ion, kaka ba matériaux actifs ya ba électrodes positives na négatives nde ezuaka lithium-ION Intercalation/Déintercalation réactions, alors que ba électrolyte na ba matériaux misusu ezo consommé te. Na yango, potentiel oyo ba matières ya électrode positive na négative intercalate/déintercalate lithium ions e déterminaka tension ya polele{4}}Circuit ya pile, mpe quantité ya lithium ions intercalant/déintercalant nde e déterminaka capacité ya matériel actif. Lithium ya mokili mobimba-Bato oyo basalaka ba piles ya ion mpe lithium-ba fournisseurs ya piles ya ion ba se basalaka na ba caractéristiques ya matériel oyo mpo na kozua production ya masse stable mpe performance ya produit constante.

Mpo na électrode négative, réaction esalemaka selon équation (1.2). Na mole ya carbone (12g), maximum ya 1/6 mol ya ba ions lithium ekoki kozala intercalés. Yango wana, capacité spécifique théorique ya matériel ya électrode négative de carbone ezali .
1/6(mol)×96485(constante faraday,c/mol)/12(g)=3400C/G=372(MA·H/G) (1.5)

Na bosaleli ya mokolo na mokolo, kotalela bobungisi ya lithium mpo na adsorption mpe bokeli ya film ya interphase ya électrolyte solide (SEI), makoki ya sikisiki ya sikisiki ya biloko ya carbone ezali 300–345 mA·h/g. Lithium ya liboso-Ba fournisseurs ya pile ya ion bazuaka niveau oyo na nzela ya formulation ya graphite optimisé mpe ba processus ya revêtement ya précis.

Pona matériel ya électrode positif, capacité na yango e dépend na quantité ya ba ions lithium oyo ekoki ko extraire/ko insérer. Komela licoo₂ lokola ndakisa, kino na 1 mol ya ba ions lithium na mole ya liceo₂ ekoki kosangana na réaction. Na yango, capacité spécifique théorique ya licoo₂ (masse moléculaire relative 97.86) ezali .
1(mol)×96485(c/mol)/97.86(g)=985.95C/G=273.9(MA·H/G) (1.6)

Na misala, mpo na kobatela stabilité cristalline ya matériel liceo₂, mingi mingi kaka 30%–60% ya ba ions lithium ba participer na réaction. Na yango, makoki ya solosolo ya sikisiki ya biloko ya licoo2 ezali 137–164 mA·h/g. Lithium monene-Ba piles ya batterie ya ion ba fabricants ba contrôlaka profondeur ya charge mpe décharge na nzela ya BMS ya avance mpo na ko maximiser vie ya cycle tout en assurant sécurité.

Mpo na phosphate ya fer ya lithium, 1 mol ya ba ions lithium na mole ya phosphate ya fer ya lithium ekoki kosangana mobimba na réaction. Yango wana, capacité spécifique théorique et réelle ya matériel ya phosphate ya fer ya lithium (masse moléculaire relative 157,8) ezali .
1(mol)×96485(c/mol)/157.8(g)=611.44C/G=169.8(MA·H/G) (1.7)

Na nature, potentiel redox standard ya Li/li⁺ ezali na se, ekomi na -3.04 V (VS. électrode hydrogène standard). Mpo na biloko ya électrode négative ya carbone, potentiel ya extraction ya lithium-ion na insertion ezali pene ya potentiel ya équilibre LI/LI⁺. En fonction ya théorie électrochimique, na température ambiante, potentiel ya électrode E ya électrode négative ya carbone ezali .

E=E degré + 0.02567 · ln [c(li⁺)/c(li,c₆)] (1.8)

wapi
E degré - potentiel ya électrode standard;
c(li⁺) - concentration ya ba ions lithium na solution ya électrolyte;
c(li,c₆) - concentration ya ba ions lithium na carbone ya électrode négatif.

Ntango concentration ya ion lithium na kati ya solution mpe na carbone ya électrode négative ezali pene, potentiel ya électrode ya électrode négative ekokani na potentiel ya réduction standard E Degré . En général, concentration ya ion lithium na électrolyte ezali fixe, yango wana ba changements na concentration ya ion lithium na carbone ya électrode négative ekosala ba changements na potentiel ya électrode négatif. Na tango oyo, ezali na méthode universelle te mpo na ko calculer potentiel d’équilibre précis ya Li/C₆ na ba valeurs x oyo ekeseni. Mingimingi, etalelaka yango na ndenge ya komeka. Ba expériences ezo lakisa que potentiel ya délithiation ya graphite-Matériaux basés en général ekeseni entre 0–0,4 V (vs. li/li⁺), ekomisaka yango ba matériaux ya électrode négatifs relativement appropriés pona ba applications. Figure 1.2 ezali kolakisa charge typique-courbe caractéristique ya ko décharger ya électrode négative ya graphite.

Mpo na matériel ya électrode ya licoo₂ positif, procédé ya intercalation/déintercalation ya lithium ezali réaction moko-phase. Lokola concentration ya ion lithium na matériel ya électrode positif ebongwanaka, potentiel ya électrode positive ebongwanaka pe. Soki totali concentration ya ion lithium na électrolyte ezali 1 mol/L, mpo na réaction na équation (1.1), potentiel ya électrode positif E ezali .

E=E degré + 0.02567 · ln [c(li⁺,coo2)/c(liceo2)] (1.9)

wapi
E degré - potentiel ya électrode standard;
C(licOo₂) - concentration ya lilio₂ na matériel ya électrode positif;
c(li⁺,coo2) - concentration ya li⁺ na COO2 na matériel ya électrode positif;
Lokola ba ions lithium ezuami, potentiel ya électrode positif elakisaka tendance ya kokita.

Charge-Processus ya décharge ya matériel ya phosphate ya fer ya lithium ezali conversion ya phosphate ya fer ya lithium na phosphate ya fer après délithiation.

Réaction na électrode ya phosphate ya fer ya lithium ezali .
Lifepo₄ ↔ Fepo₄ + Li⁺ + E⁻ (1.10)

Processus na yango ya lithium-ion intercalation/déintercalation ezali réaction ya phase mibale-ya phase. Na yango, mbongwana ya concentration ya ion lithium na matériel ya électrode positif esali te mbongwana ya potentiel ya électrode positif. Potentiel na yango ya équilibre ezali .

E=E degré + 0.02567 · ln [c(fepo₄)/c(lifepo₄)] (1.11)

Concentration ya ba solides ya peto ezali 1. Na kotalela ba paramètres thermodynamiques na yango, potentiel d’équilibre théorique ezali 3.4 V.

Charge typique-Curveau caractéristique ya décharge ya matériel ya phosphate ya fer ya lithium elakisami na figure 1.3.

Bizalela ya bosali ya lithium-Ba piles ya ion .

Soki tokokanisi yango na ba piles mosusu, ba piles ya lithium-ion ezali na bizaleli oyo elandi oyo eyebani mingi na lithium-ba distributeurs ya ba piles ya ion mpe ba clients industriels:

Densité ya énergie ya likolo.Densité ya énergie ya lithium-ba piles ya ion ekomi na 100 W·H/kg na 200 W·H/L to koleka. Ba piles ya sika ya cathode ternaire ya cathode-ba ions ezui énergie spécifique ya masse ya 200 W·H/kg. Na kosalelaka silicon ya likolo{7}}nickkel-Matériaux ya anode basé mpe lithium-Matériaux ya cathode riche, énergie spécifique ya masse ezelamaka ekoma na 400 W·H/kg mpe densité ya énergie volumétrique 900 W·H/L, eleki mosika ba piles traditionnelles. Yango wana, lithium-Ba piles ya ion esalelamaka mingi na biloko ya elektroniki oyo ekoki komema yango mpe na mituka ya kura.

Likolo efungwami-Tension ya circuit.Na tina ya bosaleli ya ba solvants organiques non-Aqueous, tension ya cellule moko-ekoma 3.6–3.8 V, oyo ezali mbala 2–3 oyo ya nickel-Hydride métallique to ba piles ya nickel-cadmium. Kosalela malamu mingi-Matériaux ya cathode ya tension ekoki komatisaka tension ya fonctionnement ya cellule moko na 4,5–5 V, oyo ezali moko ya ba raisons ya ntina ya densité ya énergie ya likolo ya lithium-ion ba piles.

Capable ya likolo-taux ya charge na décharge.Ndakisa, nionso-SOLID-Lithium ya l’Etat-Ba piles ya ion oyo esalelaka ba électrolytes ya polymère ekoki kozua ba taux ya décharge likolo ya 10C na sécurité ya malamu; Lithium-Ba piles ya ion oyo esalelaka phosphate ya fer ya lithium lokola cathode ekoki kozua 100C ya décharge.

Basse self-Taux ya décharge.Na température ya ndako, self{0}}Taux ya décharge ya lithium-Ba piles ya ion ezali mingi mingi na se ya 10%, na se ya nickel-Ba piles ya hydrure ya métal (15%) mpe ndambo ya ba piles ya nickel-Cadmium. Taux ya self{7}}Décharge ya ba piles ya phosphate ya fer ya lithium ezali mingi mingi na se ya 3%.

oyo ekobebisa te ezingelo, .oyo ezali na plomb, cadmium, mercure te, to biloko mosusu ya mabe te, mpe ebebisaka zingazinga te.

Effet ya mémoire te.Effet ya mémoire ezali koloba phénomène esika capacité ya pile ekiti tango ba recharger yango avant ya ko décharger yango mobimba to kosalela yango avant ya ko charger yango mobimba (effet ya mémoire ezali détérioration ya capacité te). Lithium-Ba piles ya ion ezali na effet ya mémoire te.

Bobateli ya malamu.Lithium-Ba piles ya ion esalelaka mingi mingi biloko ya carbone lokola électrode négative, oyo ezali na potentiel ya électrode pene na oyo ya lithium métallique. Ba ions ya lithium ekoki ko intercaler na ndenge ya reversible mpe ko déintercaler na carbone, ko réduire mingi probabilité ya dépôt ya métal lithium mpe ko améliorer significativement sécurité ya pile. Na bambula oyo euti koleka, ba additifs ya Flamme{3}}Ba additifs ya retard, flamme{4}}Ba séparateurs ya retard, PTC (coefficient ya température positive), explosion-Ba valves ya ba piles, ba systèmes ya gestion ya piles, mpe ba technologies mosusu esali que ba piles ya lithium-ya ba ions ya likolo ezala na bokengi makasi.

Bomoi ya zingazinga ya molai.Bomoi ya cycle ya lithium-ba piles ya ion ezali mingi mingi koleka 500 cycles. Bomoi ya cycle ya ba piles ya phosphate ya fer ya lithium ezali mingi mingi 2000–3000 cycles. Ntango ekokani na ba systèmes ya matériel ya anode oyo ezali na makoki ya cycle ya likolo (lokola lithium titanate), koleka 10.000 cycles ekoki kozuama. Yango ekomisaka ba piles ya phosphate ya fer ya lithium pona malamu pona ba systèmes ya ba piles ya stockage ya énergie pe ba projets ya minene-ESS ya échelle.