لیتیوم یون باتری دانش

- Mar 09, 2017-

باتری با استفاده از مواد مانند لیتیوم به عنوان الکترود که نماینده مدرن باتری با عملکرد بالا است.
معرفی مختصر
باتری لیتیوم یون قابل شارژ است. عمدتا در حال حرکت لیتیوم یون بین کاتد و آند بستگی دارد. لی + intercalates و deintercalates بین دو الکترود در طول مدت شارژ و تخلیه و عقب; لی + طول می کشد خاموش از مثبت هنگام شارژ، infix منفی از طریق الکترولیت در این لحظه، الکترود منفی در ایالت غنی لیتیوم یون؛ این وضعیت نیز کار می کند زمانی که تخلیه.
-eلیتیوم یون باتری آسان مخلوط با دو باتری های زیر است:
باتری های لیتیم (1) عنصر لیتیم را شامل می باشد.
(2) باتری Li-po: با استفاده از پلیمر مایع حلال های آلی جایگزین.

جزء
فولاد پوسته آلومینیوم بسته نرم/پوسته/Cylindrical سری:
Cathode¬ (1) — — مواد فعال است که معمولا LiMn2O یا LiCoO2 مواد لی NiCoMn حال حاضر دوچرخه های الکتریکی با استفاده از LiFePo4، هدایت گردآورنده فعلی با استفاده از فویل آلومینیوم آبکاری با ضخامت 10 20μm.
جدا کننده (2) — — غشاء کامپوزیت خاص اجازه می دهد تا یونهای به عبور اما الکترون insulates.
آند (3) — — مواد فعال گرافیت یا شبیه به ساختار گرافیت کربن، هدایت جریان کلکتور با استفاده از فویل آلومینیوم آبکاری با ضخامت 7-15μm.
الکترولیت های آلی (4) — — حل کربنات حلال با LiPF، الکترولیت ژلاتینی در باتری Li-po استفاده می شود.
پوسته (5) — — شامل پوسته های فولادی (به ندرت در میدان نوع در حال حاضر استفاده می شود) آلومینیوم پوسته پوسته آهن NP (مورد استفاده در باتری استوانه) فیلم آل پلاستیک (نرم بسته) و غیره. درپوش باتری نیز پیشرو ترمینال مثبت الکترود و الکترود منفی است.

مکانیسم عمل
باتری لیتیوم یون با استفاده از مواد کربن به عنوان الکترود منفی ترکیب حاوی لیتیم به عنوان الکترود مثبت، نوار فلز لیتیوم، اما تنها لی یون وجود ندارد. باتری لیتیوم یون به طور کلی به معنی infix یون لیتیوم به عنوان ماده کاتد در ترکیب. شارژ و تخلیه روند باتری لیتیوم یون معینی هستند و deintercalation مراحل لیتیوم یون. برابر به لیتیوم یون در طول مراحل معینی و deintercalation لیتیوم یون معینی و deintercalation الکترون ها (به طور سنتی، مدت معینی یا deintercalation استفاده می شود در کاتد، درج و یا مصرف کردن در آند استفاده می شود), لیتیوم یون intercalates و deintercalates بین دو الکترود در طول مدت شارژ و تخلیه، عقب و جلو به طوری لیتیوم یون باتری وضوح به نام andquot; صندلی تاب batteriesandquot;.

وضعیت کار و بهره وری
باتری لیتیوم-یون چگالی انرژی بزرگ است; ولتاژ خروجی متوسط بالا است. درصد تخلیه خود کم باتری خوبی ساخته شده است کمتر از 2 ٪ در هر ماه (بازیابی). هیچ اثر حافظه، - 20℃ ~ 60℃ گسترده عامل درجه حرارت. عالی بازیافت کارایی، بهره وری تا 100 درصد شارژ، طول عمر با استفاده از زمان، بالا شارژ و تخلیه سرعت و قدرت بالا ویژگی های باتری لیتیوم یون است. مواد سمی و خطرناک که به باتری سبز را شامل نمی شود.

شارژ
شارژ است گامی مهم در دوباره با استفاده از باتری، باتری لیتیوم یون شارژ فرآیند به دو مرحله تقسیم می شوند: سریع شارژ فاز جریان ثابت و ولتاژ مترقی فعلی کاهش فاز. ثابت جریان فاز ولتاژ باتری شارژ سريع به تدریج افزایش یافته است به ولتاژ استاندارد و سپس تحت کنترل تغییرات تراشه به مرحله فشار ثابت، ولتاژ نیست تا اطمینان حاصل شود که بدون پرداخت هزینه بیش از حد فعلی این کشور به تدریج به تعیین ارزش همراه با افزایش قدرت باتری، هزینه خواهد شد در گذشته تمام شده افزایش یابد. قدرت آمار تراشه می تواند محاسبه قدرت باتری با ثبت منحنی دبی. پس از چندین کاربرد منحنی دشارژ باتری لیتیوم یون, اگر چه هیچ اثر حافظه در باتری لیتیوم یون وجود دارد اما به طور جدی خواهد شد تاثیر باتری عملکرد نادرست شارژ و تخلیه تغییر خواهد کرد.

یادداشت های شارژ
لیتیوم یون باتری قیمت اجحاف کردن و ترشح بیش از حد آسیب دائمی به مثبت و منفی می شود. تخلیه منجر آند کربن فلز ساختار سقوط و فروپاشی این لیتیوم یون باعث می شود بیش از حد نه در طول پروسه شارژ می تواند درج شود; overcharging باعث قرار دادن بیش از حد لیتیوم یون آند ساختار کربن باعث برخی از لیتیوم یون دیگر منتشر می شود می تواند.
شارژ دوره برابر با هزینه جاری زمان شارژ در مورد ولتاژ کنترل شارژ خاص بیشتر هزینه فعلی (شارژ سریع تر) ضرب، کوچکتر ظرفیت شارژ. باتری شارژ بیش از حد سریع یا نامناسب ختم نقطه کنترل ولتاژ در ظرفیت باتری کافی نیز منجر می شود. در واقع، توقف باتری شارژ هنگامی که بخشی از مواد فعال الکترود به طور کامل رسیده شده، وضعیت کمبود شارژ با تعداد چرخه افزایش بدتر می باشد.

تخلیه
اولین بار به اتهام، اگر زمان می تواند طولانی تر (معمولا 3-4 ساعت است کافی)، شما می توانید الکترود اکسیداسیون بالاترین رسیدن تا آنجا که ممکن است اولین بار به دبی (که به طور کامل در متهم است)، دولت، باتری به ولتاژ زمان پیش تعیین شده مجبور است وقتی تخلیه (یا استفاده از)، یا تا خاموش کردن خودکار، بنابراین شما می توانید فعال کردن ظرفیت باتری هموار.
اما در استفاده عادی از لیتیوم یون باتری, شما به این کار نیاز شما در هر زمان به طور کامل شارژ نه به طور کامل تخلیه شده قبل از شارژ شارژ می تواند. بهره برداری از اولین شارژ و تخلیه, فقط 1 - 2 بار انجام خواهم هر 3-4 ماه.

تجزیه و تحلیل شیمیایی
بررسی اجمالی: باتری شیمیایی به عنوان دیگر, لیتیوم یون باتری در است همراه با سه بخش: کاتد، آند و الکترولیت. الکترود مواد می تواند intercalated (وارد) / deintercalated (فرار توسط لیتیوم-یون).
کاتد: مواد کاتد شرح فوق، دارای گزینه های بسیاری برای انتخاب اما محصول اصلی اغلب فسفات آهن لیتیم استفاده می کند. تضاد کاتد مختلف مواد به شرح زیر است:

مواد کاتد

ولتاژ خروجی متوسط

چگالی انرژی

LiCoO2

3.7V

140mAh/g

LiMn2O4

3.7V

100mAh/g

LiFePO4

3.2V

130mAh/g

Li2FePO4F

3.6V

115mAh/g

کاتد واکنش: لیتیوم یون intercalates هنگام تخلیه, deintercalates هنگام شارژ.
شارژ: LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi xe Discharging: Li1-xFePO4 + xLi xe → LiFePO4
آند: آند مواد اغلب با استفاده از گرافیت. مطالعه جدید تیتانات مواد بهتر را می توان یافت.
واکنش آند: لیتیوم یون درج هنگام تخلیه فرار هنگام شارژ.
شارژ: xLi + xe + 6C → تخلیه LixC6: LixC6 → xLi + "زنون" + "ج 6

محلول الکترولیت
املاح: اغلب لیتیوم نمک مانند لیتیم پرکلرات (LiClO4)، هگزافلوئوروفسفات لیتیم (LiPF6)، لیتیم تترافلوئوروبورات (LiBF4) استفاده می شود. حلال: زیرا ولتاژ باتری بسیار بالاتر از ولتاژ تجزیه آب باتری یون لیتیوم اغلب حلال آلی مانند دی اتیل اتر و اتیلن کربنات و کربنات پروپیلن و دی اتیل کربنات استفاده کنید. هنگامی که آن را شارژ حلال آلی اغلب تخریب ساختار گرافیت، در نتیجه، گرافیت exfoliated خواهد شد و شکل یک غشای الکترولیت جامد (اینترفاز عایق الکترولیت جامد، SEI) در سطح است که منجر به تشکیل passivation الکترود. حلال های آلی نیز مسائل امنیتی قابل اشتعال مواد منفجره و دیگر آورده.

مزیت اصلی
(1) بالا ولتاژ: ولتاژ باتری تنها 3.7 است-3.8V (فسفات آهن لیتیم است 3.2V)، که 3 بار بیش از باتری های NiCd و nimh دارای باتری است.
(2) نسبت انرژی بالا: می تواند رسیدن به نسبت انرژی مورد 555Wh / kg در حال حاضر، نسبت انرژی مواد می تواند رسیدن به 150mAh / گرم یا بیشتر (3 - 4 بار از Ni-Cd 2 - 3 بار از Ni-MH)، آن نزدیک به حدود 88 درصد از ارزش نظری آن است.
(3) زندگی مدت دوره: به طور کلی طول عمر است بیش از 500 بار یا حتی بیش از 1000 برابر باتری لیتیم آهن فسفات بیش از 2000 بار می توان استفاده کرد. برای برق با کوچک تخلیه، عمر باتری خواهد شد دو برابر آن رقابت.
(4) امنیت بهتر: بدون آلودگی هیچ اثر حافظه. که قبلا شناخته شده به عنوان باتری های لیتیوم یون لیتیوم، چون فلز لیتیوم آسان به شکل دندریت می باشد و منجر به کوتاه مدار است که زمینه های کاربرد آن محدود; لیتیوم یون باتری كادميوم، سرب، جیوه و دیگران که محیط زیست را آلوده باشد; برخی از فرآیندها (مانند sintered) از باتری های نیکل سی دی وجود دارد مشکل بزرگ andquot; حافظه effectandquot; که به طور جدی محدود با استفاده از باتری، اما باتری لیتیوم یون این مشکل را ندارد.
(5) کم خود تخلیه: هنگامی که آن در دمای اتاق به مدت یک ماه حفظ شود، خود تخلیه باتری لیتیوم یون به طور کامل شارژ حدود 2%، که بسیار پایین تر از Ni-Cd 25 تا 30 درصد و NiMH 30-35 درصد است.
(6) سریع شارژ و دشارژ: هنگامی که آن را با 1 C 30 دقیقه حاضر فسفر، آهن باتری می تواند رسیدن به 90% ظرفیت اسمی که برای 10 دقیقه شارژ عنوان شده است ظرفیت بیش از 80% ظرفیت اسمی برسد.
(7) عامل محدوده درجه حرارت: درجه حرارت -25 است ~ 45 ° C، با بهبود الکترولیت و مثبت، انتظار می رود به گسترش به -40 ~ 70 درجه سانتی گراد.

استفاده از باتری لیتیوم یون
(1) نحوه شارژ برای باتری های جدید
هنگام استفاده از باتری لیتیوم یون، ما باید توجه داشته باشید که ظرفیت می خواهد پایین تر از ظرفیت های طبیعی خود هنگامی که آن را برای مدت زمان حفظ می شود و زمان استفاده از کوتاه خواهد شد. با این حال، فعال می شود و ظرفیت عادی پس از بازیابی آسان است 3 - 5 بار شارژ. به عنوان ویژگی های لیتیوم یون باتری آن تقریبا هیچ اثر حافظه است. بنابراین، هنگامی که کاربران فعال کنید تلفن همراه جدید خود را با باتری های لیتیوم یون نیاز آن این است هر گونه تجهیزات ویژه و روش.
برای مشکل باتری لیتیوم یون فعال شدن بسیاری از مردم می گویند که آن باید بیش از 12 ساعت شارژ, و تکرار سه بار به فعال کردن باتری. بدیهی است، آن را از باتری نیکل (مانند باتری های NiCd و nimh دارای باتری) ارث رسیده.
بنابراین، این miscommunication است. این تفاوت بزرگ بین لیتیوم یون باتری و باتری های نیکل در شارژ و تخلیه. من به وضوح همه شما که بیش از حد تخلیه و شارژ بیش از حد بد برای باتری های لیتیوم به خصوص برای لیتیوم یون مایع براساس تاریخ جدی است که من خوانده است می توانم بگویم. بنابراین، بهترین راه برای شارژ زمان استاندارد و راه، به خصوص زیر است، بیش از حد طولانی مانند 12 h (زمانی که شارژ نمایش کامل آن را خوب است) به اتهام نیست.
پس از باتری کاملا شارژ شده است علاوه بر این, لیتیوم یون باتری و شارژر به طور خودکار متوقف خواهد شد; رایگان قطره اي 10 ساعت که در باتری نیکل می باشد. اگر برق باتری لیتیوم یون پر به عبارت دیگر هیچ نقطه به اتهام زمان بیشتری است. و باتری خود را می خواهد طولانی مدت در آستانه خطر ما نه می تواند تضمین حفاظت مدار هرگز تغییر ویژگی و کیفیت ایمنی باتری شارژ و دشارژ،. این است یکی دیگر از دلایل ما علیه به اتهام های طولانی. این مسائل نیز متناسب با وضعیت برای بیش از تخلیه باتری لیتیوم یون.

(2) وقتی که باتری باید برای استفاده از نرمال شارژ
اغلب به این استدلال را مشاهده کنید، زیرا تعداد شارژ و تخلیه محدود است پس آن به انرژی الکتریکی باتری تلفن را اجرا کنید و سپس آن را شارژ باید ممکن باشد. در واقع چرخه عمر باتری نوع li-ion هیچ ارتباطی با این است. زیر شارژ باتری یون لیتیوم نمونه باشد می تواند و تخلیه چرخه آزمون جدول، در مورد داده ها از چرخه زندگی در زیر ذکر شده است:
چرخه زندگی (10 درصد وزارت دفاع): andgt; 1000 بار
چرخه زندگی (100% وزارت دفاع): andgt; 200 بار
وزارت دفاع در عمق ترشحات مخفف است. از جدول، زمان ترخيص مربوط به عمق اتهام، وزارت دفاع 10% طول عمر بسیار طولانی تر از وزارت دفاع 100% است. البته اگر برابر با کل ظرفیت نسبی هزینه واقعی: 10% * 1000 = 100, 100% * 200 = 200 دومی بهتر است در کاملا شارژ و دشارژ اما بیانیه قبلی دوست خالص باید شود اصلاح: در حالت عادی شما در اصل است که پس از شارژ از برق باتری اما اگر ظرفیت باتری خود را به اندازه کافی برای شما استفاده کنید برای تمام طول روز بعدی نیست زد محفوظ است باید روز ، شما باید در زمان شارژ. اگر می خواهید شارژ باتری با شارژر خود را در دفتر هم مهم نیست.
اجرا از برق باتری و سپس اتهام که یک راه برای بازیابی باتری است. و به مردم گفت: معمولاً برای مدت طولانی نمایش گسترده دیگری که انرژی الکتریکی تا حد ممکن در حال اجرا. این واقعا فقط تمرین بر روی باتری های نیکل است. هدف این است که اجتناب از اثر حافظه است. متاسفانه, آن همچنین گسترش بیش از باتری لیتیوم یون. وجود دارد برخی از نمونه ها است که برخی از مردم برای گوشی خود را شارژ نکنید و تا زمانی که گوشی به طور خودکار با استفاده از نگه داشتن همیشه خاموش کردن حتی اگر اخطار پایین انرژی قبل از رخ داد. نتیجه این است که تلفن خود را بدون واکنش شروع پس از متهم است و سپس آنها را به تلفن خود را تعمیر بود است. که آن را شارژ عادی و شرایط راه اندازی نشده و در واقع این به علت ترشح بیش از حد باتری و منجر به brownout، است.
توصیه شخصی است که باتری تلفن شما اتهام اغلب نیست و یا شارژ تا زمانی که باتری تمام انرژی الکتریکی اجرا می شود. وقتی ما باتری را شارژ آن است هیچ تاثیری بر روی باتری اگرچه انرژی الکتریکی اجرا نمی کند. بهتر است که شارژ باتری خود را برای 2-3 ساعت هر زمان است. آن را به طور کامل شارژ ندارد. ما به طور کامل 1 - 2 بار شارژ می باید (زمان شارژ عادی) و به طور کامل زمان ترخيص 1 - 2 بار برای ما باتری هر 3-4 ماه.
باتری باید در جای خشک و خنک نگه داشته اگر شما آن را برای مدت طولانی استفاده خواهد کرد. باتری با نیم دولت کامل (اگر پایه شبکه 4 پر انرژی در گوشی خود شبکه 3 بهتر است دولت کامل 70 تا 80 درصد ظرفیت است) بهتر است. برای حفظ باتری خود را با انرژی کامل که آن نیز مضر به باتری خطرناک است. اگر انرژی باتری نابود خواهد شد. و آیا نیاز به شارژ هر 3-6 ماه ما باید باتری را بررسی کنید.
لیتیوم یون باتری می تواند به مایع لیتیوم یون باتری و باتری پلیمر لیتیوم یون با الکترولیت تقسیم پلیمر لیتیوم یون باتری الکترولیت کلوئیدی است و بنابراین هیچ نشت امن تر است آن نیست، جریان.

آموزش تعمیر و نگهداری
حداکثر ولتاژ شارژ وقتی شارژ تجاوز; زیر حداقل ولتاژ هنگام تخلیه بروید.
هر چه ولتاژ باتری لیتیوم یون را بالاتر از حداقل ولتاژ ضعيف و ترشح بیش از حد و یا خود تخلیه شود باید به تجزیه مواد فعال یون لیتیوم است که ممکن است غیر ممکن است برای بازیابی منجر شود.
هر قیمت اجحاف کردن لیتیوم یون باتری عملکرد باتری حتی انفجار آسیب برساند. لازم است برای جلوگیری از overcharging برای باتری لیتیوم یون است.
همیشه عمیق تخلیه شارژ عمیق انجام دهید. با این حال، پس از تجربه 30 مورد در هر چرخه شارژ برق تراشه تشخیص به طور خودکار انجام خواهد شد تخلیه عمیق، عمیق به اتهام به دقت ارزیابی وضعیت باتری.
در درجه حرارت بالا که کوتاه شدن عمر باتری، حتی انفجار جلوگیری از. اگر شرایط اجازه دهد, آن می تواند در یخچال ذخیره می شود. اگر شما با استفاده از لپ تاپ AC، که نمی خواهد آن را تحت حرارت کامپیوتر تاثیر لطفا نوار باتری لیتیوم یون جدا.
برای جلوگیری از یخ زده، اما نقطه انجماد اکثر لیتیوم یون باتری الکترولیت است-40 ℃، بنابراین آسان به مسدود کردن.
اگر شما می توانید باتری برای مدت طولانی استفاده نشود از 40 تا 60 درصد از میزان ظرفیت ذخیره. زمانی که انرژی الکتریکی بسیار کم است، آن ممکن است منجر به تخلیه با توجه به خود تخلیه بیش از حد.
از باتری لیتیوم یون را پیری طبیعی، اگر چه آن کار نمی کند، بنابراین ما باید میزان حق باتری با توجه به نیازهای واقعی خرید، عاقلانه است که خرید زیادی نیست.


یک جفت:سوالات متداول باتری بعدی:درجه حرارت بالا باتری لیتیوم یون باتری دانش