Introducción de batería de litio para bicicleta eléctrica

Breve introducción de Batería de Litio tipos

Las baterías de iones de litio se pueden dividir en dos categorías: baterías de iones de litio líquido (LIB) y baterías de iones de litio de polímero (LIP para abreviar).Las baterías de iones de litio de polímero se pueden dividir en baterías de iones de litio de electrolito de polímero sólido, baterías de iones de litio de electrolito de polímero de gel y baterías de iones de litio hechas de materiales de cátodo de polímero;Según los materiales del cátodo, se divide en cobaltato de litio, manganato de litio, niquelato de litio, materiales ternarios, fosfato de hierro y litio, etc. La mayoría de las fuentes de alimentación móviles están hechas de manganato de litio.Al igual que las baterías de nuestros teléfonos móviles habituales, muchas de ellas están hechas de manganato de litio y cobaltato de litio.

En la actualidad, los principales materiales en el mercado de los vehículos eléctricos son las baterías de litio ternario (manganato de litio, níquel y cobalto (nichomn) O2), manganato de litio (LiMn2O4) y fosfato de hierro y litio (LiFePO4).En la actualidad, los materiales de ánodo más prometedores utilizados en las baterías de iones de litio son principalmente manganato de litio modificado (LiMn2O4), fosfato de hierro y litio (LiFePO4) y manganato de cobalto y níquel de litio (Li (Ni, Co, Co, Li) Li-polímero ternario de La batería de litio ternaria es una batería de litio cuyo material de electrodo positivo es manganato de cobalto y níquel de litio (Li (NiCoMn) O2). El producto precursor del material de electrodo positivo compuesto ternario toma sal de níquel, sal de cobalto y sal de manganeso como materias primas, y la proporción de El manganeso de níquel cobalto que contiene se puede ajustar de acuerdo con las necesidades reales. En comparación con la batería de cobaltato de litio, la batería con material ternario como electrodo positivo tiene mayor seguridad, capacidad y seguridad equilibradas, y un mejor rendimiento del ciclo que el cobaltato de litio normal. En la etapa inicial, debido a razones técnicas, su voltaje nominal era solo de 3,5-3,6 V, lo que limitaba su rango de aplicación, pero hasta ahora, con la mejora continua de la fórmula y la estructura perfecta, el voltaje nominal de la batería ha alcanzado los 3,7 V y su capacidad ha alcanzado o superado el nivel de la batería de óxido de cobalto y litio.SANYO, PANASONIC, SONY, LG y SAMSUNG, las cinco principales marcas de baterías del mundo, han introducido baterías ternarias.Un número considerable de líneas de baterías para portátiles han reemplazado las baterías de cobalto de litio anteriores con baterías ternarias.En cuanto a las baterías de columna SANYO y SAMSUNG, la producción de baterías de cobaltato de litio se ha interrumpido por completo y se ha pasado a baterías ternarias.En la actualidad, la mayoría de las baterías pequeñas de alta potencia en el país y en el extranjero utilizan materiales de cátodo ternario.La batería de manganato de litio es una batería cuyo electrodo positivo está hecho de manganato de litio.El voltaje nominal de la batería de manganato de litio es de 2.5~4.2v V. La batería de manganato de litio es ampliamente utilizada por su bajo costo y buena seguridad.

La batería de manganato de litio tiene un voltaje nominal de 3.7v, la resistencia interna del producto terminado es ≤ 200mω y el tamaño del producto es max19.2 * 56.5 * 69.5mm.

El material del cátodo es de bajo costo, buena seguridad y rendimiento a baja temperatura, pero su material en sí mismo es inestable y fácil de descomponer para generar gas, por lo que se usa principalmente para mezclarlo con otros materiales para reducir el costo de las baterías.Sin embargo, su ciclo de vida decae rápidamente, es propenso a abultarse, su rendimiento a altas temperaturas es deficiente y su vida útil es relativamente corta.Se utiliza principalmente para baterías grandes y medianas y baterías de potencia, y su voltaje nominal es de 3,7 V.Problemas comunes, como baterías abultadas y flatulencia, son la salida de electrolitos.

El nombre completo de la batería de fosfato de hierro y litio es batería de iones de litio y fosfato de hierro y litio, que es demasiado larga.Debido a que su rendimiento es especialmente adecuado para la aplicación de energía, se agrega la palabra 'energía' a su nombre, es decir, batería de energía de fosfato de hierro y litio.Algunas personas también lo llaman 'batería de energía de hierro de litio (LiFe)'.

Salida de alta eficiencia: la descarga estándar es de 2 ~ 5 C, la descarga continua de alta corriente puede alcanzar los 10 C y la descarga de pulso instantáneo (10 S) puede alcanzar los 2 ~ 5 C;

Buen rendimiento a alta temperatura: la temperatura interna es de hasta 95 ℃ cuando la temperatura externa es de 65 ℃, y la temperatura puede alcanzar los 160 ℃ cuando la batería está descargada, por lo que la estructura de la batería está segura e intacta;

Incluso si se daña el interior o el exterior de la batería, la batería no se quema, no explota y tiene la mejor seguridad;

Excelente ciclo de vida, después de 500 ciclos, su capacidad de descarga sigue siendo superior al 95%;El ciclo de vida de la batería debe ser de 800 ~ 2000 veces.

La sobredescarga a cero voltios no está dañada;

Se puede cargar rápidamente;

Bajo costo;

La batería de fosfato de hierro y litio con el mismo tamaño y capacidad es 1/3 de la batería de plomo-ácido y 1/3 de la batería de plomo-ácido.

No hay contaminación para el medio ambiente.La batería no contiene metales pesados ​​ni metales raros (las baterías de Ni-MH necesitan metales raros), no es tóxica (certificación SGS aprobada), no contamina, cumple con las normas ROHS europeas y es una batería totalmente ecológica.Sin embargo, hay una gran cantidad de plomo en las baterías de plomo-ácido, que aún causará una contaminación secundaria en el medio ambiente si no se desecha correctamente después de desecharse, mientras que los materiales de fosfato de hierro y litio no tienen contaminación durante la producción y el uso.

Comparación de batería de litio ternaria y batería de fosfato de hierro y litio

Utilizando la misma estructura de batería, se seleccionaron materiales ternarios y materiales de fosfato de hierro y litio para fabricar baterías, y las pruebas de descarga, carga y ciclos se llevaron a cabo en diferentes condiciones.Los materiales ternarios tienen ventajas en la tasa de carga, la tasa de descarga y el rendimiento de descarga a diferentes temperaturas, mientras que los materiales de fosfato de hierro y litio tienen un mejor rendimiento cíclico y aún pueden mantener más del 80 % de la capacidad inicial después de 5 000 ciclos en 1 C. Hierro de litio La batería de fosfato también es superior a los materiales ternarios en seguridad.

Por ejemplo, convencionalmente, la celda única de la batería de litio ternaria es 800 veces, y el ciclo de vida de la batería grupal es 400-500 veces;Buen rendimiento a baja temperatura.El ciclo de vida de la celda de la batería de hierro y litio es de 2000 veces, y el ciclo de vida de la batería del grupo es de 800-1000 veces;Las baterías de litio-hierro están disponibles en cilindros 18650 (cilíndricos y un poco más grandes que las baterías de litio ternario), y también en paquetes blandos.

Desventajas de la batería de fosfato de hierro y litio: la densidad del grifo del electrodo positivo de la batería de fosfato de hierro y litio es pequeña, y la densidad es generalmente de 0,8 a 1,3.Gran volumen.

Conductividad deficiente, tasa de difusión lenta de iones de litio y capacidad específica real baja cuando se carga y descarga en tiempos altos.El rendimiento a baja temperatura de la batería de fosfato de hierro y litio es deficiente.(en un ambiente particularmente frío, como el frío en invierno en Europa, la electricidad no puede liberarse a temperaturas superiores a -10 ℃).

Almacenamiento y mantenimiento de baterías de litio

Es mejor descargar la batería de litio parcialmente en lugar de completamente, e intentar evitar descargas completas frecuentes.Lo mejor es desconectar la batería inmediatamente después de que esté completamente cargada.

La tasa de envejecimiento de la batería de litio está determinada por la temperatura y el estado de carga.La siguiente tabla ilustra la reducción de la capacidad de la batería bajo dos parámetros.

Temperatura carga 40% carga 100%

0ºC 98% de capacidad después de un año 94% de capacidad después de un año

25°C 96% de capacidad después de un año 80% de capacidad después de un año

40°C 85% de capacidad después de un año 65% de capacidad después de un año

60 °C 75 % de capacidad después de un año 60 % de capacidad después de tres meses

Mantenimiento: la batería de litio ternaria se descarga en exceso y la batería también se daña cuando el voltaje es demasiado bajo.Se recomienda mantenerlo cada tres meses.Si es posible, intente cargar la batería al 40 % y manténgala en un lugar fresco.De esta forma, el circuito de protección propio de la batería puede funcionar durante un largo período de almacenamiento.Si la batería se coloca a alta temperatura después de estar completamente cargada, causará un gran daño a la batería.

Almacenamiento: Almacenamiento a corto plazo: Almacene la batería en un lugar seco, sin gas corrosivo, con una temperatura y humedad entre -20 C y 35 C 65 20%.Si la temperatura y la humedad son más altas o más bajas que esta temperatura y humedad, las partes metálicas de la batería se oxidarán o la batería tendrá fugas.

Almacenamiento a largo plazo: dado que el almacenamiento a largo plazo acelerará la autodescarga y la pasivación de las sustancias activas de la batería, la temperatura y la humedad ambientales deben estar entre 10 C y 30 C 65 20 %.Al mismo tiempo, para reducir el impacto negativo de la autodescarga y la pasivación de las sustancias activas causadas por el almacenamiento a largo plazo (como más de un año), la batería debe cargarse y descargarse una vez cada tres meses para restaurar su estado. actuación original.

Vida útil: en circunstancias normales, la mejor temperatura de servicio de la batería de litio es de 20 ~ 25 ℃, por lo que, en condiciones de temperatura inferior, la vida útil de la batería de litio se reducirá a la mitad.Si la vida normal es de 500 ciclos, la temperatura inferior solo puede ser inferior a 300 veces.Si la temperatura supera los -20 ℃, es posible que la batería ternaria no se utilice en absoluto.Si la temperatura supera los -10 ℃, la capacidad de la batería de hierro y litio no se liberará.