Introduccion a Litio-ion las baterias .
Principi de Trabalh de Liti{{0}ion de las pilas .
Una pila de liti-ion consistís principalament d'un electrode positiu, d'un electrode negatiu, d'un electrolit que mena ions de liti, e d'unseparadore encaissant que separan los electrodes positius e negatius. Lo material d'electrode positiu es generalament un compausat que permet l'insercion reversibla e l'extraccion dels ions de liti, coma l'oxid de cobalta de liti (LiCoO₂), l'oxid de niquèl de liti (LiNiO₂), l'oxid de manganès de liti (LiMn), o de materials ternaris . (LiCoₓNiᵧMn₋ₓₓ⋋O₂). L'électrolit es compausat de sals de liti (sals de liti incluson LiClO₄, LiPF₆, LiBF₄, LiBOB, etc.) dissolguts dins un solvent especific (subretot una mescla de carbonat d'etilèn (EC), carbonat dimetil (DEC), carbonat dimetil (DMC), carbonate de propilèn (PC),, dins un cèrt . proporcion). El material de separador es generalmente una resina de poliolefina, comunmente utilizando unico-o capa o multi{6}} capa de polypropilena (PP) y polietileno (PE) membranas microporasas, como la Celgard 2300 separador. L'electrode negatiu utiliza tipicament de materials capables d'intercalacion de liti, coma lo coca de petròli, lo grafit pur, e lo carbòni mixte de grafit en capas. La reaccion en una pila de litio- óno utilizando carbono (C₆) como electrodo negativo y oxido de metal de transicion LiMeO₂ como el electrodo positivo es la siguiente.
Pendent la carga :
Pendent la descarga :
Pendent la carga, los ions de liti son liberats de l'electrode positiu e inserits dins l'electrode negatiu; durante la descarga, los iones de litio se liberan de l'electrodo negativo y insertos en el electrodo positivo. En d'autres mots, pendent la carga e la descarga, los ions de liti se desplaçan d'un costat a l'autre entre los electrodes positius e negatius, plan coma una cadièra de balança. Por lo tanto, las pilas de litio -ion también se llaman "baterias de silla de rocking." Lor principi de trabalh pòt èsser illustrat per la figura 1.1.
En las condiciones normales de carga y descarga, la insercion y extraccion de iones de litio entre materiales de carbono en capas y particulas de oxido o entre las capas en litio {{0}ion de pilas generalmente solo causa cambios en el espaciamiento de la capa y no daña la estructura de cristal. Pendent la carga e la descarga, las estructuras quimicas dels materials electrodes positius e negatius demòran essencialament inchangés. Por lo tanto, a partir de la perspectiva de la reversibilidad de la carga-discargo reaccion, la insercion y la extraccion de los iones de litio en los materiales de pilas es un proceso de reaccion ideal. Basados en estas características, las pilas de litio {{5}ion son superiores en el rendimiento a niquel-cademi y niquel-mtales de hidruro.
Litío- de la clasificacion de las pilas .
Las pilas de litio-ion se pueden clasificar según el material de catodo utilizado, apariencia y talla, metodo de fabricacion de células, tipo de embalaje, y características de aplicacion.
Basado en el material de catodo utilizado, las pilas de litio- se pueden dividir en pilas de oxido de cobalto de litio, pilas de oxido de manganesa de litio, pilas de litio, y pilas de fosfato de hierro de litio.
Las pilas de oxido de cobalto de litio tienen una tension nominal de 3,7V y una gama de tension de funcionamiento de 2,4~4,2V. Las pilas de oxido de cobalto litio tienen una estructura establa, una alta capacidad específica, y el rendimiento global destacado, pero su seguridad es pobre y su costo es alto, principalmente utilizado en las células pequeñas y medianas de las células. En los últimos años, se han desarrollado los materiales de oxido de litio de litio de alta tierra, lo que puede aumentar la tension de límit superior de la pila a 4,3V o 4,35V, mejorando así eficazmente la capacidad de la pila y la densidad de energia. Actualament, las pilas d'oxid de cobalt de liti an la densitat d'energia mai nauta volumetrica, en atenhent 550Wh/kg, çò que las fa la sola causida per l'alimentacion dels telefòns mobils naut{11}end e d'autres produches electronics.
Las pilas de oxido de manganeso de litio (MMANO) tienen una tension nominal de 3,8V y una gama de tension de funcionamiento de 2,5V a 4,2V. La tension de proteccion de sobrecarga es de 4,28V ± 0,025V, y sobre-} la tension de proteccion es de 2,5V ± 0,1V. Las pilas MMANO son bajas-costo y tienen buena seguridad. Pasmens, lo quite material d'oxid de manganès de liti es relativament instable e propens a la descomposicion, en produsent de gas e d'inflamacion. Sa vida de ciclisme se descompausa relativament rapidament, sa vida es relativament corta, e son rendiment elevat de -temperatura es paure. Es principalmente utilizado en baja -costo, medio-to{17}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}to{-}}}to-}.
Las baterias de litio térnario-ion (TLC) tienen una tension nominal de 3,6V y una gama de tension de funcionamiento de 2,75V a 4,2V. La tension de proteccion de sobrecarga es de 4,28V ± 0,025V, y sobre-} la tension de proteccion es de 2,75V ± 0,1V. Las pilas TLC an un bon rendiment global, son mai economicas que l'oxid de cobalt de liti (LCO), e ofrisson una seguretat melhorada. Pòdon èsser utilizats dins las pilas de poténcia, e lor part de mercat dins lo mercat de material de catòde aumenta l’annada en annada. Liti pequena liti-ion las baterias utilizando litio ternaria{{14}ion se acceptan gradualmente por el mercado. Los materiales ternarios también pueden ser mezclados con oxido de cobalto de litio y oxido de manganesa de litio para su utilizacion en acero{{16} velopa, aluminio-casa, bolsa, polimero, y litio cilindrica de pilas de litio-ion, lo que puede reducir significativamente los costos de la bateria y mejorar la rendimiento global. Actualmente, las pilas de material ternaria pueden lograr una densidad energetica de 180 Wh/kg (26650 acero{{22} las baterias cascuadas pueden alcanzar una capacidad de 4600 mAh/kg con un peso de 90g), ofreciendo un avantaje claro en costo- eficacia.
Las pilas de fosfato de hierro de litio (LFP) tienen una tension nominal de 3,2V y una gama de tension de funcionamiento de 2,5~3,75V. La tensin de proteccion de sobrecarga es de 3,75V±0,025V, y sobre-}}}discargar la tension de proteccion es de 2,5V±0,1V. La mayor ventaja de las pilas LFP es la estabilidad y no -decomposicion del material de electrodo positivo, dandoles seguridad sin pareja en comparacion con otros sistemas de material electrodo positivos. Las pilas LFP an una vida de cicle longa, son abondius dins las ressorsas, e son amistosas de l'environament. Pasmens, an una plataforma de descarga bassa e un marrit rendiment bas{13}} timperatura.
En foncion de l'aparéncia e de la talha, las pilas de liti{{0}ion pòdon èsser divididas en pilas cilindricas e de pilas prismaticas, etc.
Basado en el metodo de fabricacion de celulas, las pilas de litio-ion pueden ser divididas en pilas de herida ( nafradura cilindrica y nafra plana), pilas empiladas, etc.
Basado en tipo de material de envasado, litio- baterias pueden ser divididas en acero{{1} velopes cajas, aluminio- baterias cajas, pilas de plastic{3}} casus, baterias suaves{4}}}packs, etc.
Basados en las características de la aplicacion, las pilas de litio- de los pilas pueden dividirse en las pilas altas - thimeratura, baterias bajas - thimeratura, baterias de potencia, y baterias de capacidad, etc.
Basado en sus zonas de aplicacion, litio- baterias se pueden clasificar como: las pilas de seguridad, las pilas de potencia, y las pilas de almacenamiento de energia.
Solicitudes de Liti-ion las baterias .
Se pòt dire que dempuèi l'invencion de la batariá, cap d'autre produch de batariá es pas estat utilizat coma rapidament e largament coma la batariá de liti{{0}ion. A partir de la alimentacion de reloj para los CPUs de computadora a los paquetes de pilas grandes de litio-ion utilizados en automobiles y submarinos, la diferencia de capacidad es mas de 10 millones de veces. An aplicas larga en la vida quotidiana, equipa medical, vehiculos electrica, centrales de stoca de energia, aeroespacial, e militar.
Après mai de 10 ans de popularizacion, las pilas de liti{1}ion son vengudas lo sol sistèma de poténcia largament utilizat dins los produches numerics coma los telefòns mobils e los ordinators portables. Debido a su alta energia específica, son también ampliamente utilizadas en herramientas electricas, bicicletas electricas, autobuses electricas, centrales de almacenamiento de energia e electrica solar, estaciones de base de comunicacion moviles, alimentacion de lampa minera, alimentacion de capsula de rescato de mineria, alimentacion de soldados individuales militares, radios, baterias de satélite, y muchas otras aplicaciones. Segon las estatisticas, en 2011, la talha del mercat de l'industria de las batariás de liti de China atenguèt 39,7 miliards de yuans, un an-on- an de 43%, e la sortida annala de las pilas de liti atenguèt 2,97 miliards d'unitats, un an{{10}o}on aument de 28,6%. L'industria de la pilas de liti es venguda una direccion industriala importanta de l'economia nacional21.
