Disinn u manifattura ta' batteriji tal-litju-jone

Bażi tad-disinn tal-batteriji tal-litju-jone

Prinċipji Bażiċi tad-Disinn

Id-disinn tal-batterija għandu jkun ibbażat fuq il-ħtiġijiet speċifiċi tal-apparat elettriku u l-karatteristiċi tal-batterijainnifsu. L-ewwel, il-parametri tekniċi ta 'kull komponent, inklużi l-elettrodi, l-elettrolit, is-separatur, u l-kisi, għandhom ikunu definiti b'mod ċar. Barra minn hekk, il-parametri tal-proċess tal-manifattura jeħtieġ li jiġu aġġustati fin biex jiġi żgurat li l-pakkett tal-batterija finali jissodisfa l-ispeċifikazzjonijiet predeterminati u l-indikaturi tal-prestazzjoni (bħal vultaġġ, kapaċità u volum). Disinn raġonevoli u effettiv huwa kruċjali għat-titjib tal-prestazzjoni tal-batterija fl-użu attwali; għalhekk, issegwi l-aħjar soluzzjoni matul il-proċess tad-disinn huwa partikolarment importanti.

Rekwiżiti tad-Disinn

Fid-disinn tal-batterija, huwa essenzjali li wieħed jifhem bis-sħiħ ir-rekwiżiti speċifiċi tal-apparat fil-mira għall-parametri tal-prestazzjoni tal-batterija u l-ambjent operattiv tiegħu. Ġeneralment, għandhom jitqiesu l-fatturi ewlenin li ġejjin:

Il-batteriji tal-litju-jone jintużaw ħafna minħabba l-prestazzjoni eċċellenti tagħhom. Madankollu, f'ċerti applikazzjonijiet, għandhom jissodisfaw firxa ta 'rekwiżiti addizzjonali, bħalma huma li jifilħu xokkijiet u vibrazzjonijiet, jadattaw għal temperaturi estremi, u joperaw f'ambjenti ta' pressjoni baxxa-. Meta jiġu ddisinjati dawn il-batteriji, minbarra li jiġu kkunsidrati dawn il-karatteristiċi fiżiċi fundamentali, huwa meħtieġ li jitqiesu b'mod komprensiv fatturi bħall-għażla tal-materja prima, fatturi ewlenin li jiddeterminaw il-karatteristiċi tal-batterija, prestazzjoni ġenerali, proċessi ta 'manifattura, analiżi tal-ispiża-benefiċċju, u temperatura operattiva.

Indikaturi ewlenin għall-evalwazzjoni tal-prestazzjoni tal-batteriji tal-enerġija

1) Kapaċità

Il-kapaċità tal-batterija tirreferi għall-ammont totali ta 'elettriku li batterija tista' tipprovdi taħt kundizzjonijiet speċifiċi ta 'skarika. Dan il-kunċett normalment jiġi espress bħala l-prodott tal-kurrent u l-ħin, u ġeneralment jitkejjel f'ampere-sigħat (Ah). Dan il-parametru jaffettwa direttament il-kurrent operattiv massimu tal-batterija u t-tul ta 'tħaddim kontinwu.

2) Karatteristiċi ta 'Kwittanza u Reżistenza Interna

Il-karatteristiċi tal-ħatt tal-batterija jirriflettu l-istabbiltà tal-vultaġġ tal-ħruġ tagħha, il-plateau tal-vultaġġ, u l-{0}}prestazzjoni għolja tal-iskarigu tal-kurrent tagħha taħt kundizzjonijiet speċifiċi. Dawn huma indikaturi importanti għall-kejl tal-kapaċità tat-tagħbija tal-batterija. Barra minn hekk, hemm żewġ tipi ta 'reżistenza fil-batterija: reżistenza interna ohmika u reżistenza interna tal-polarizzazzjoni. Dawn iż-żewġ tipi ta' reżistenza interna għandhom impatt partikolarment sinifikanti fuq il-prestazzjoni ġenerali tal-iskarigu waqt skarigu ta' kurrent għoli-.

3) Firxa tat-Temperatura Operattiva

Biex jiġi żgurat tħaddim stabbli ta 'tagħmir elettriku taħt kundizzjonijiet ambjentali varji, il-batteriji għandhom iżommu prestazzjoni tajba f'firxa ta' temperatura speċifika.

4) Prestazzjoni tal-Ħażna
Wara ċertu perjodu ta 'ħażna, il-prestazzjoni tal-batterija tista' tinbidel minħabba diversi fatturi, li jwasslu għal awto-skarigu, tnixxija ta 'elettroliti, ċirkuwiti qosra, eċċ., u b'hekk jaffettwaw il-prestazzjoni tagħha.

5) Prestazzjoni taċ-ċiklu
Il-prestazzjoni taċ-ċiklu tirreferi għan-numru ta' ċarġ-ċikli ta' skarigu li batterija sekondarja tista' tiflaħ taħt regoli speċifiċi ta' ċarġ- sakemm il-prestazzjoni tagħha tinżel għal livell predeterminat. Huwa wieħed mill-indikaturi importanti għall-evalwazzjoni tal-affidabbiltà fit-tul-ta' batterija.

6) Karatteristiċi tas-Sigurtà
Is-sigurtà tal-batterija hija riflessa prinċipalment fil-livell ta 'sikurezza tagħha taħt kundizzjonijiet ta' użu anormali. Dawn il-kundizzjonijiet ta 'użu anormali jinkludu ċċarġjar żejjed, ċirkuwiti qosra, testijiet ta' penetrazzjoni tad-dwiefer, testijiet tat-tgħaffiġ, espożizzjoni ta 'kaxxa sħuna, impatti ta' oġġetti tqal, u vibrazzjonijiet. Il-kapaċità tal-batterija li tiflaħ għal dawn il-kundizzjonijiet estremi hija waħda mill-fatturi ewlenin biex tiġi ddeterminata l-adegwatezza tagħha għal applikazzjonijiet- fuq skala kbira.

Tagħmir għall-preparazzjoni u l-karatterizzazzjoni ta 'materjali ta' elettrodi pożittivi u negattivi

preparazzjoni

preparazzjoni

Materjali ta 'elettrodi pożittivi u negattivi huma komponenti ewlenin ta' batteriji tal-litju-jone, bħal elettrodi pożittivi bħal LFePO4 jew LiCoO2, u elettrodi negattivi bħall-grafita jew silikon/karbonju. Materjali differenti jeħtieġu metodi ta 'preparazzjoni differenti. Din it-taqsima tuża materjali ta 'elettrodu pożittiv ternarju bħala eżempju biex tintroduċi t-tagħmir meħtieġ fil-proċess ta' preparazzjoni.

Karatterizzazzjoni

Il-materjali ewlenin tal-batteriji tal-litju-jone, bħal materjali tal-elettrodi pożittivi u negattivi, huma kollha materjali funzjonali elettrokimiċi li jinfluwenzaw b'mod sinifikanti l-prestazzjoni elettrokimika tal-batteriji tal-litju-jone. Hemm relattivament ħafna indikaturi tekniċi li għandhom jiġu kkunsidrati waqt il-produzzjoni u l-iżvilupp tal-materjal, kif ukoll il-manifattura u l-applikazzjoni tal-batterija, iżda prinċipalment jaqgħu fi tliet kategoriji: l-ewwel kategorija hija l-istruttura tal-kristall u l-mikrostruttura tal-materjal; it-tieni kategorija hija l-indikaturi fiżikokimiċi tal-materjal, inkluża d-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli, l-erja tal-wiċċ speċifika, id-densità tal-vit, u l-kompożizzjoni elementali (inklużi l-impuritajiet); u t-tielet kategorija hija l-karatteristiċi tal-prestazzjoni elettrokimika tal-materjal, bħall-kapaċità, l-effiċjenza inizjali u l-impedenza elettrokimika. L-iskoperta u l-karatterizzazzjoni ta 'diversi indikaturi tal-materjali prinċipali tal-batterija tal-litju-jone huma ta' sinifikat kbir għar-riċerka u l-iżvilupp tal-materjal, il-kontroll tal-produzzjoni u l-assigurazzjoni tal-kwalità.

Buttuni tal-batteriji tal-litju-jone tagħmir tal-manifattura

Ċellula tal-munita, magħrufa wkoll bħala ċellula buttuna jew nofs -ċellula, tipikament tuża metall tal-litju bħala l-elettrodu negattiv u materjal ta 'elettrodu pożittiv bħala l-elettrodu pożittiv; jew metall tal-litju bħala l-elettrodu pożittiv u materjal ta 'elettrodu negattiv bħala l-elettrodu negattiv. Id-daqs żgħir tiegħu, il-konsum baxx tal-materjal fil-fabbrikazzjoni tal-elettrodu, u l-flessibbiltà għolja jagħmluha mezz importanti għall-iżvilupp u l-ittestjar ta 'materjali attivi għal batteriji tal-litju-jone.

Fl-istadju tal-fabbrikazzjoni tal-elettrodu, il-materjali u r-reaġenti meħtieġa jinkludu materjali tal-elettrodu pożittivi u negattivi, aġenti konduttivi, binders, u kolletturi tal-kurrent. L-ewwel, il-materjali attivi tal-elettrodu pożittiv u negattiv, l-aġenti konduttivi, u l-legaturi huma mħallta b'mod uniformi fi proporzjon speċifiku bl-użu ta 'tħin manwali jew omoġenizzazzjoni mekkanika. Imbagħad, id-demel likwidu li jirriżulta huwa miksi fuq il-kollettur tal-kurrent korrispondenti. Fil-kisi tal-laboratorju, il-metodu tal-kisi huwa ddeterminat abbażi tal-ammont ta 'demel likwidu. Għal demel likwidu akbar, tintuża magna żgħira tal-kisi (Figura (a)); għal slurries iżgħar, apparat li jifforma film-jintuża għal kisi manwali (Figura (b)). L-elettrodu mbagħad jitnixxef f'forn tat-tnixxif u ikkumpattat bl-ippressar tar-rombli. It-tqattigħ huwa l-proċess ta 'qtugħ preċiż tal-elettrodu f'biċċiet ċirkolari. Ġeneralment, l-elettrodu ippressat tar-romblu-jikklampjat bejn il-karta tal-użin u mqiegħed fuq magna tal-ippanċjar biex malajr jitfgħu biċċiet tal-elettrodu żgħar. Id-dijametru tal-biċċiet żgħar tal-elettrodu jista 'jiġi aġġustat mid-daqs tad-die tal-ippanċjar tal-magna tal-ippanċjar.