Ifølge statistikker er den globale efterspørgsel efter lithium-ion-batterier nået op på 1,3 milliarder, og med den fortsatte udvidelse af anvendelsesområder stiger dette tal år for år. På grund af dette, med den hurtige stigning i brugen af lithium-ion-batterier i forskellige industrier, er batteriets sikkerhedsydelse stadig mere fremtrædende, hvilket ikke kun kræver fremragende opladning og afladning af lithium-ion-batterier, men kræver også et højere niveau af sikkerhedsydelse. At lithium-batterier i sidste ende hvorfor brand og endda eksplosion, hvilke foranstaltninger kan undgås og elimineres?
Først og fremmest, lad os forstå materialesammensætningen af lithiumbatterier. Ydeevnen af lithium-ion-batterier afhænger hovedsageligt af strukturen og ydeevnen af de interne materialer i de anvendte batterier. Disse interne batterimaterialer omfatter negativt elektrodemateriale, elektrolyt, membran og positivt elektrodemateriale. Blandt dem bestemmer valget og kvaliteten af positive og negative materialer direkte ydeevnen og prisen på lithium-ion-batterier. Derfor har forskningen i billige og højtydende positive og negative elektrodematerialer været i fokus for udviklingen af lithium-ion-batteriindustrien.
Det negative elektrodemateriale vælges generelt som kulstofmateriale, og udviklingen er relativt moden på nuværende tidspunkt. Udviklingen af katodematerialer er blevet en vigtig faktor, der begrænser den yderligere forbedring af lithium-ion-batteriets ydeevne og prisreduktion. I den nuværende kommercielle produktion af lithium-ion-batterier tegner prisen på katodemateriale sig for omkring 40% af de samlede batteriomkostninger, og reduktionen af prisen på katodemateriale bestemmer direkte reduktionen af prisen på lithium-ion-batterier. Dette gælder især for lithium-ion batterier. For eksempel kræver et lille lithium-ion-batteri til en mobiltelefon kun omkring 5 gram katodemateriale, mens et lithium-ion-strømbatteri til at køre en bus kan kræve op til 500 kg katodemateriale.
Selvom der teoretisk er mange typer materialer, der kan bruges som den positive elektrode af Li-ion-batterier, er hovedkomponenten i det almindelige positive elektrodemateriale LiCoO2. Ved opladning tvinger det elektriske potentiale, der tilføjes til batteriets to poler, den positive elektrodes forbindelse til at frigive lithiumioner, som er indlejret i kulstoffet i den negative elektrode med en lamelstruktur. Når de aflades, udfælder lithiumionerne ud af kulstoffets lamelstruktur og rekombinerer med forbindelsen ved den positive elektrode. Bevægelsen af lithiumioner genererer en elektrisk strøm. Dette er princippet om, hvordan lithium-batterier fungerer.
Selvom princippet er enkelt, er der i faktisk industriel produktion meget mere praktiske spørgsmål at overveje: materialet i den positive elektrode har brug for tilsætningsstoffer for at opretholde aktiviteten af flere opladninger og afladninger, og materialet i den negative elektrode skal designes kl. det molekylære strukturniveau for at rumme flere lithiumioner; elektrolytten, der er fyldt mellem de positive og negative elektroder, skal ud over at opretholde stabiliteten også have god elektrisk ledningsevne og reducere batteriets indre modstand.
Selvom lithium-ion-batteriet har alle de ovennævnte fordele, men dets krav til beskyttelseskredsløbet er relativt høje, bør brugen af processen være strengt for at undgå overopladning, overudladningsfænomen, afladningsstrømmen bør ikke være for stor, generelt bør afladningshastigheden ikke være større end 0,2 C. Opladningsprocessen for lithiumbatterier er vist på figuren. I en opladningscyklus skal lithium-ion-batterier registrere batteriets spænding og temperatur, før opladningen begynder, for at afgøre, om det kan oplades. Hvis batterispændingen eller -temperaturen er uden for det område, producenten har tilladt, er opladning forbudt. Det tilladte ladespændingsområde er: 2,5V~4,2V pr. batteri.
I tilfælde af at batteriet er i dyb afladning, skal det kræves, at opladeren har en foropladningsproces, så batteriet opfylder betingelserne for hurtig opladning; derefter, ifølge den hurtige opladningshastighed anbefalet af batteriproducenten, generelt 1C, oplader opladeren batteriet med konstant strøm, og batterispændingen stiger langsomt; når batterispændingen når den indstillede termineringsspænding (generelt 4,1V eller 4,2V), afsluttes konstantstrømopladningen, og ladestrømmen Når batterispændingen når den indstillede termineringsspænding (generelt 4,1V eller 4,2V), oplades den konstante strøm. afsluttes, ladestrømmen falder hurtigt, og opladningen går ind i den fulde opladningsprocessen; under den fulde opladning aftager ladestrømmen gradvist, indtil ladehastigheden falder til under C/10, eller den fulde opladningstid overskrides, derefter bliver den til top-cut-off-opladning; under top-cut-off-opladningen fylder opladeren batteriet op med en meget lille ladestrøm. Efter en periode med top cutoff-opladning slukkes opladningen.
Indlægstid: 15. nov. 2022