Nyen la ayeke na yâ ti a-batterie ti Lithium-ion?
A yeke ngangu ti sara kua na a-appareil ti lithium-}on A-appareil ti sarango na kua
Na ngoi ti chargement ti charge ti batterie ti lithium-on, gi aye so ayeke sara kua ti a-électrode so ayeke nzoni nga na ti négatif la ayeke sara si a yeke wara lithium{{2}on intercalation/a-réaction ti déintercalation, na ngoi so électrolyte nga na ambeni ye nde ayeke te ni pëpe. Tongaso, ngangu so a-électrode so ayeke nzoni na so ayeke na négatif ayeke sara kua na ni ti sara si a-ion ti lithium so ayeke na yâ ti lithium ayeke sara si a yeke zi tension ti batterie ni, nga wungo ti a-ion ti lithium so ayeke na yâ ti lithium ayeke sara si a-ion ni ayeke sara kua nzoni. Azo mingi so ayeke sara kua na a-batterie ti lithium ti dunia kue nga na azo so ayeke mû batterie ti lithium-ion ayeke zia bê ti ala na ndö ti asarango ye so ti wara na aye so ayeke stable nga ti sara kua nzoni.
Ti électrode so ayeke na lege ni pëpe, a yeke sara kua na Equation (1.2). Na yâ ti mole ti carbone (12g), a lingbi ti sara si a-ion ti lithium 1/6 ti ion abungbi. Tongaso, a yeke na lege ni ti tene a sara kua na a-électrode ti carbone .
1/6(mol)×96485(constante, C/mol)/12(g) (g)({4}}C/g{5} (mA·h/g) (1,5)
Na yâ ti kusala ti lâ oko oko, tongana a bâ so lithium abuba ndali ti so a yeke sara kua na film so ayeke ngangu pëpe ti sara kua na ni, tâ ngangu so a lingbi ti sara kua na ni ayeke 300–345 mA·h/g. Azo so ayeke mû lithium-ion ayeke wara nivo so na lege ti formulation ti graphite so a leke ni nzoni nga na ambilimbili kode ti sarango na couche.
Ti a-électrode so ayeke nzoni, ngangu ti lo aluti na ndo wungo ti a-ion ti lithium so a lingbi ti zi ni/ti zia na yâ ni. Ti mû LiCoO2 na tapande, juska na 1 mol ti ion ti lithium na yâ ti mole ti LiCoO2 alingbi ti mû mbage na yâ ti sarango ye ti zo ni. Tongaso, a yeke na lege ni ti tene a sara kua na LiCoO2 (masse moléculaire relatif 97.86) .
1(mol)×96485 (C/mol)/97,86(g) (3}C/g/g{4}}(mA·h/g) (1,6)
Na yâ ti sarango ye ti lo, ti tene a ngbâ lakue ti sara kua na LiCoO2, mingi ni gi 30%–60% ti a-ion ti lithium ayeke mû mbage na yâ ti sarango ye ti azo. Tongaso, tâ mbilimbili ngangu ti aye ti LiCoO2 ayeke 137–164 mA·h/g. Akota lithium-ion so ayeke sara kua na OEM ayeke bâ lege ti charge na décharge na lege ti BMS so ayeke gue na li ni ti tene a sara si fini ti azo so ayeke na yâ ti cycle ni aga nzoni na ngoi so ala yeke sara si a yeke nzoni.
Ti phosphate ti fer ti lithium, 1 mol ti a-ion ti lithium na yâ ti mole ti lithium phosphate alingbi ti mû mbage kue na yâ ti ye so ayeke si. Tongaso, théorie nga na tâ mbilimbili ngangu ti phosphate ti fer ti lithium (masse moléculaire relatif 157.8) ayeke .
1(mol)×96485 (C/mol)/157,8(g) (g){3}C/g/g{4}}(mA·h/g) (1,7)
Na yâ ti aye so ayeke na yâ ti dunia, a yeke wara gbâ ti azo so ayeke na Li/Li⁺, so ayeke na gbe ti -3.04 V (na lege ti électrode ti hydrogène so ayeke na lege ni). Ti a-électrode so ayeke na carbone pëpe, ngangu ti zingo lithium-ion na ti zia na yâ ni ayeke ndulu na ngangu ti Li/Li⁺. Na lege ti tënë ti électrochimie, na ndo ti temperature ti chambre, ngangu ti électrode ni E ti électrode so ayeke na carbone pëpe ayeke .
E=E degré+ 0.02567 · ln[Li⁺)/C(Li,C₆)] (1,8)
ndo wa
E degré - na lege ti ndia;
C(Li⁺) - so ayeke na yâ ti solution ti électrolyte;
C(Li,C₆) - so ayeke na yâ ti a-ion ti lithium so ayeke na yâ ti carbone so ayeke nzoni pëpe.
Tongana a yeke na yâ ti solution ni nga na yâ ti carbone so ayeke nzoni pëpe, a yeke wara a-électrode so ayeke na yâ ti électrode ni alingbi na degré ti réduction ti E. Mingi ni, wungo ti a-ion ti lithium so ayeke na yâ ti électrolyte ni ayeke ngbâ lakue, tongaso achangement so ayeke na yâ ti ion ti lithium na yâ ti carbone so ayeke nzoni pëpe ayeke sara si a-électrode ni ayeke changé. A yeke fadeso pëpe mbeni kode ti universel ti diko mbilimbili ngangu ti équilibre ti Li/C₆ na lege ti akota wungo ti x so ayeke nde nde. A yeke hinga ni mingi na lege ti experiment. A-expérience afa so ngangu ti delithite ti graphite - ayeke sara kua mingi na popo ti 0–0,4 V (na Li/Li⁺), na a sara si ala yeke na ambeni ye so ayeke nzoni pëpe ndali ti a-application. Figure 1.2 afa charge ti typique -discharge ti courbe ti mbeni électrode so ayeke na graphite pëpe.
Ti a-électrode ti LiCoO2, a yeke wara na yâ ti lithium ni mbeni ye so ayeke sara si a-électrode ni ayeke sara kua nzoni. Na ngoi so wungo ti ion ti lithium so ayeke na yâ ti a-électrode so ayeke nzoni ayeke changé, ngangu ti électrode so ayeke nzoni ayeke changé nga. Tongana e bâ wungo ti a-ion ti lithium so ayeke na yâ ti électrolyte ni ayeke 1 mol/L, ndali ti so a yeke sara kua na yâ ti Equation (1.1), ngangu so ayeke na yâ ti électrode ni ayeke .
E=E degré+ 0.02567 · ln[Li⁺,CoO₦)/C(LiCoO2)] (1,9)
ndo wa
E degré - na lege ti ndia;
C(LiCoO2) - abungbi ti LiCoO2 na yâ ti a-électrode so ayeke nzoni;
C(Li⁺,CoO2) - so ayeke na yâ ti Li⁺ na CoO2 na yâ ti aye so ayeke na yâ ti électrode ni;
Na ngoi so a yeke zi a-ion ti lithium, ngangu ti électrode so ayeke nzoni afa so mbeni ye ayeke gue na li ni.
A yeke wara na yâ ti a-appareil ni phosphate ti fer ti lithium so ayeke sara si a yeke sara kua na phosphate ti fer ti lithium ti ga phosphate ti fer na peko ti so a zi ni.
A yeke sara kua na électrode ti phosphate ti lithium .
LiFePO ↔ FPOPO⁺ + Li⁻ (1,10)
Lo lithium-ion ayeke sara kua na mbeni ye so ayeke sara si zo abâ pasi. Tongaso, achangement so ayeke na yâ ti ion ti lithium na yâ ti aye so ayeke na yâ ti électrode ni ayeke sara pëpe si électrode so ayeke nzoni alingbi ti changé. Ngangu ti lo ti équilibre ayeke .
E=E degré+ 0.02567 · ln [C(CPOM)/C(LiFePO₄)] (1,11)
A yeke 1. Na lege ti aparamètre ti thermodynamique ti lo, a yeke wara na yâ ti théorie ti équilibre ti théorie ni 3,4 V.
A yeke na yâ ti tableau 1.3 la a yeke wara a-étude so a sara na ndö ti phosphate ti fer ti lithium.
A yeke wara na yâ ti a-appareil ti Lithium-ion.
Tongana a haka ni na ambeni batterie, a-batterie ti lithium-on ayeke na asalango ye so azo mingi ahinga ni na lege ti a-appareil ti kangbingo batterie nga na aclient ti industrie:
Ga densité ti ngangu.A yeke wara na yâ ti abatterie ti lithium-ion 100 W·h/kg na 200 W·h/L wala ahon so. A yeke wara na yâ ti a-appareil ni gbâ ti abatterie ti cathode ternary so a sara ni na lege ti ternaire, a wara mbeni ngangu so ayeke nde na 200 W·h/kg. Na lege ti galicon ti silicium so a leke ni na lege ti lithium na lithium-}ckel, a yeke ku ti tene ngangu ti masse ni asi na 400 W·h/kg nga na densité ti ngangu 900 Wh/L, so ahon ndo ti abatterie ti kodoro. Tongaso, a yeke sala kusala mingi na abatterie ti lithium-tion na yâ ti a-appareil électronique so a lingbi ti yô ni nga na a-oto so ayeke sala kusala na courant.
Ga na ni na ndo ti tension.Na lege ti salango kusala na a-organique so ayeke na yâ ti a-organique pëpe, tension ti single ni asi na 3,6–3,8 V, so ayeke fani 2–3 ti nickel-Tö hydride ti mental wala ti nickel-}dent ti batterie. Na lege ti ndara, a lingbi ti sara kua na a-appareil ti cathode ti sara kua na mbeni cellule oko ti si na 4,5–5 V, so ayeke mbeni oko ti akota raison so asara si a yeke wara gbâ ti abatterie ti lithium-on.
A lingbi ti ga na -te charge na décharge.Na tapande, all-solid-ta ti lithium-ion ti kodoro na lege ti a-électrolyte ti polymère alingbi ti wara a-taux ti décharge so ayeke na ndo ti 10C na nzoni sécurité; lithium-ion na lege ti phosphate ti fer ti lithium tongana cathode ni alingbi ti wara 100C.
A yeke na lege ni ti tene e sara kua na ni.Na yâ ti chambre, a yeke wara a-batterie ti lithium.{1}}}tion so ayeke mingi ni kete na 10%, so ayeke na gbe ni ahon nickel-}}}}}>}tion ti batterie (15%) nga na ndambo ti a-batterie ti nickel-}ge. Azo so ayeke na yâ ti groupe ti phosphate ti lithium ayeke sara kua na a-appareil ti phosphate ti fer ti lithium mingi.
A yeke nzoni ti sara ni, .so na yâ ni a yeke wara pëpe plomb, cadmium, mercury wala ambeni ye so ayeke sara sioni na zo, nga a yeke sara pëpe si ndo aga sioni.
A yeke wara pëpe mbeni ye ti dango bê.Memoire effet ni aye ti sara tënë ti ye so ayeke si na ndo so ngangu ti batterie ni ayeke kiri na peko tongana a kiri a charge ni kozoni si a zi ni kue wala a sara kua na ni kozoni si a charge ni kue (effet ti mémoire ayeke pëpe mbeni ye so ayeke buba). Batterie ti lithium-ion ayeke na mbeni ye ti dabe na ni pëpe.
Nzoni batango tele.Batterie ti Lithium-ion ayeke sala kusala mingi na aye ti carbone tongana électrode so ayeke nzoni pëpe, so ayeke na ngangu ti sala kusala na a-électrode so ayeke ndulu na ti lithium ti wen. A-ion ti lithium alingbi ti kiri na peko na ti zia na yâ ti carbone, na a sara si a yeke ngangu pëpe ti tene a zia na yâ ti lithium ni na a sara si batterie ni angbâ nzoni mingi. Na yâ ti angu so ahon, a yeke wara a-additif ti flamme, a-additif ti flame-}}}}}}Ta, a-appareil ti PTC (coefficient ti température so ayeke nzoni), a-explosion-} so ayeke proof, a-système ti bango lege ti batterie, nga na ambeni kode nde asara si a-batterie ti lithium ayeke ga nzoni mingi.
A yeke ninga.A yeke wara na yâ ti a-étude ni gbâ ti abatterie ti lithium-on ahon 500. A yeke na yâ ti ngu 2000–3000 la si a yeke sara kua na a-appareil ti phosphate ti lithium fer. Tongana a lingbi na a-appareil ti sarango na anode so ayeke na ngangu ti sara kua (na tapande ti titanate ti lithium), a lingbi ti sara a-cycle ahon 10 000. Ye so asara si a-appareil ti phosphate ti lithium ayeke nzoni ye ti sara na a-appareil ti batango na ngangu nga na akota kusala ti ESS.
