I følge statistikk har den globale etterspørselen etter litiumion-batterier nådd 1,3 milliarder, og med den kontinuerlige utvidelsen av bruksområdene øker dette tallet år for år. På grunn av dette, med den raske økningen i bruken av litium-ion-batterier i ulike bransjer, blir sikkerhetsytelsen til batteriet stadig mer fremtredende, og krever ikke bare utmerket lading og utlading av litium-ion-batterier, men krever også et høyere nivå av sikkerhetsytelse. At litiumbatterier til slutt hvorfor brann og til og med eksplosjon, hvilke tiltak kan unngås og elimineres?
Først av alt, la oss forstå materialsammensetningen til litiumbatterier. Ytelsen til litium-ion-batterier avhenger hovedsakelig av strukturen og ytelsen til de interne materialene til batteriene som brukes. Disse interne batterimaterialene inkluderer negativt elektrodemateriale, elektrolytt, diafragma og positivt elektrodemateriale. Blant dem bestemmer valget og kvaliteten på positive og negative materialer direkte ytelsen og prisen på litium-ion-batterier. Derfor har forskningen på billige og høyytelses positive og negative elektrodematerialer vært i fokus for utviklingen av litiumionbatteriindustrien.
Det negative elektrodematerialet er generelt valgt som karbonmateriale, og utviklingen er relativt moden for tiden. Utviklingen av katodematerialer har blitt en viktig faktor som begrenser ytterligere forbedring av litiumionbatteriytelse og prisreduksjon. I den nåværende kommersielle produksjonen av litium-ion-batterier utgjør kostnaden for katodemateriale omtrent 40% av den totale batterikostnaden, og reduksjonen av prisen på katodemateriale bestemmer direkte reduksjonen av prisen på litium-ion-batterier. Dette gjelder spesielt for litiumionbatterier. For eksempel krever et lite litium-ion-batteri for en mobiltelefon bare ca. 5 gram katodemateriale, mens et litium-ion-batteri for å kjøre buss kan kreve opptil 500 kg katodemateriale.
Selv om det er teoretisk mange typer materialer som kan brukes som den positive elektroden til Li-ion-batterier, er hovedkomponenten i det vanlige positive elektrodematerialet LiCoO2. Ved lading tvinger det elektriske potensialet til de to polene til batteriet sammensetningen av den positive elektroden til å frigjøre litiumioner, som er innebygd i karbonet til den negative elektroden med en lamellær struktur. Når de utlades, feller litiumionene ut av den lamellære strukturen til karbonet og rekombinerer med forbindelsen ved den positive elektroden. Bevegelsen av litiumioner genererer en elektrisk strøm. Dette er prinsippet for hvordan litiumbatterier fungerer.
Selv om prinsippet er enkelt, i faktisk industriell produksjon, er det mye mer praktiske spørsmål å vurdere: materialet til den positive elektroden trenger tilsetningsstoffer for å opprettholde aktiviteten til flere ladinger og utladninger, og materialet til den negative elektroden må utformes kl. det molekylære strukturnivået for å romme flere litiumioner; elektrolytten fylt mellom de positive og negative elektrodene, i tillegg til å opprettholde stabiliteten, må også ha god elektrisk ledningsevne og redusere den interne motstanden til batteriet.
Selv om litium-ion-batteriet har alle de ovennevnte fordelene, men kravene til beskyttelseskretsen er relativt høye, bør bruken av prosessen være strengt for å unngå overlading, overutladningsfenomen, utladningsstrømmen bør ikke være for stor, generelt bør utladningshastigheten ikke være større enn 0,2 C. Ladeprosessen til litiumbatterier er vist i figuren. I en ladesyklus må litium-ion-batterier oppdage spenningen og temperaturen til batteriet før ladingen begynner for å avgjøre om det kan lades. Hvis batterispenningen eller -temperaturen er utenfor området tillatt av produsenten, er lading forbudt. Det tillatte ladespenningsområdet er: 2,5V~4,2V per batteri.
I tilfelle batteriet er i dyp utlading, må det kreves at laderen har en forhåndsladeprosess slik at batteriet oppfyller betingelsene for hurtiglading; deretter, i henhold til den raske ladehastigheten anbefalt av batteriprodusenten, vanligvis 1C, lader laderen batteriet med konstant strøm og batterispenningen stiger sakte; når batterispenningen når den innstilte termineringsspenningen (vanligvis 4,1V eller 4,2V), avsluttes konstantstrømladingen og ladestrømmen Når batterispenningen når den innstilte termineringsspenningen (vanligvis 4,1V eller 4,2V), blir konstantstrømladingen avsluttes, ladestrømmen avtar raskt og ladingen går inn i hele ladeprosessen; under hele ladeprosessen avtar ladestrømmen gradvis inntil ladehastigheten synker til under C/10 eller hele ladetiden overskrides, deretter blir den til topplading; under toppavskjæringsladingen fyller laderen på batteriet med en svært liten ladestrøm. Etter en periode med toppavskjæringslading, slås ladingen av.
Innleggstid: 15. november 2022