Kaip pagrindinė naujos energijos sudedamoji dalis, ličio baterijos įkrovimo ir iškrovimo procesas
2018 m. naujų energetinių transporto priemonių laukas yra pilnas parako, o ilgas akumuliatoriaus tarnavimo laikas tapo sunkiu iššūkiu įvairioms automobilių kompanijoms konkuruoti dėl vidaus rinkos. Didžiosios automobilių kompanijos pritraukia vis daugiau aukščiausios klasės vartotojų naujais modeliais, kurių baterijos veikimo laikas yra itin ilgas. Vasario pabaigoje buvo oficialiai pristatytas "Denza 500"; kovo pabaigoje Geely oficialiai pristatė naują Emgrand EV450 modelį; Balandžio pradžioje BYD pristatė tris naujus modelius, Qin EV450, e5450 ir Song EV400, kurių baterijos veikimo laikas yra daugiau nei 400 kilometrų.
Tačiau techniniu požiūriu maitinimo baterija yra raktas ir raktas nustatant itin ilgą elektrinių transporto priemonių akumuliatoriaus veikimo laiką. Kaip pavyzdį paimkime du kintamosios srovės lėto įkrovimo ir nuolatinės srovės greito įkrovimo įkrovimo metodus, teisingas ir tinkamas naudojimo metodas gali ne tik maksimaliai padidinti akumuliatoriaus galią, bet ir pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Žinių populiarinimo požiūriu, remiantis dabartiniu energijos tankio energijos tankio energijos baterijų technologijos lygiu, būtina leisti vartotojams suprasti elektrinių baterijų įkrovimo ir iškrovimo procesą bei įvairių akumuliatorių medžiagų įtaką įkrovimo ir iškrovimo pajėgumui, kad būtų galima ugdyti teisingus naudojimo įpročius ir pailginti galią Akumuliatoriaus tarnavimo laikas užtikrina ilgalaikį elektromobilio akumuliatoriaus veikimo laiką.
Krūvio ir išskyrimo elektronai pabėga vienas nuo kito
Šiuo metu yra du populiarūs elektros baterijų tipai, kuriuos naudoja pagrindinės elektrinių transporto priemonių įmonės, vienas iš jų yra ličio geležies fosfato baterija, o kitas - ternary ličio baterija. Tačiau, nesvarbu, kokia baterija tai yra, įkrovimo procesas gali būti maždaug suskirstytas į šiuos keturis etapus, ty pastovų srovės įkrovimo etapą, nuolatinės įtampos įkrovimo etapą, visą įkrovimo etapą ir plūduriuojantį įkrovimo etapą.
Pastovios srovės įkrovimo etape įkrovimo srovė yra pastovi, įkrovimo talpa sparčiai didėja, o akumuliatoriaus įtampa taip pat didėja. Pastovios įtampos įkrovimo etape, kaip rodo pavadinimas, įkrovimo įtampa išliks pastovi. Nors įkrovimo talpa ir toliau didės, akumuliatoriaus įtampa lėtai didės, o įkrovimo srovė taip pat sumažės. Kai akumuliatorius yra visiškai įkrautas, įkrovimo srovė nukrenta žemiau plūdės perjungimo srovės, o įkroviklio įkrovimo įtampa nukrenta iki plūdės įtampos. Plūdės įkrovimo fazės metu įkrovimo įtampa išliks plūdės įtampoje.
Ličio jonų baterijų įkrovimo ir iškrovimo procesas yra ličio jonų tarpkalavimo ir deinterkalavimo procesas. Ličio jonų tarpkalavimo ir deinterkalacijos procese jį lydi elektronų, lygiaverčių ličio jonams, interkalacija ir deinterkalacija (paprastai teigiamas elektrodas yra tarpkalavimas arba deinterkalacija, o neigiamas elektrodas yra tarpkalavimas arba deinterkalacija). Per visą įkrovimo procesą teigiamo elektrodo elektronai bėgs į neigiamą elektrodą per išorinę grandinę, o teigiami ličio jonai Li+ pereis iš teigiamo elektrodo per elektrolitą per diafragmos medžiagą ir galiausiai pasieks neigiamą elektrodą, kur jie lieka ir sujungiami su "rezidentais" elektronais Kartu, jis sumažinamas iki Li, įterpto į neigiamo elektrodo anglies medžiagą. Duomenys rodo, kad anglis, kaip neigiamas elektrodas, turi sluoksniuotą struktūrą ir turi daug mikroporų. Ličio jonai, pasiekiantys neigiamą elektrodą, yra įterpti į anglies sluoksnio mikroporas. Kuo daugiau ličio jonų yra įdėta, tuo didesnė įkrovimo talpa.
Priešingai, kai akumuliatorius iškraunamas (ty akumuliatoriaus naudojimo procesas), Li, įdėtas į neigiamą elektrodų anglies medžiagą, praranda elektronus, neigiamo elektrodo elektronai "juda" į teigiamą elektrodą per išorinę grandinę, o teigiamas ličio jonas Li + kerta elektrolitą iš neigiamo elektrodo, jis kerta separatoriaus medžiagą, pasiekia teigiamą elektrodą ir sujungia su "rezidentais" elektronais. Be to, kuo daugiau ličio jonų grįžo į teigiamą elektrodą, tuo didesnė išleidimo talpa.
Keturios medžiagos efektyvumui užtikrinti
Kokį vaidmenį įvairios pagrindinės medžiagos (pvz., Teigiamos elektrodų medžiagos, neigiamos elektrodų medžiagos, diafragmos, elektrolitai ir kt.) atlieka įkrovimo ir maitinimo baterijų įkrovimo procese?
Pirmasis yra teigiama elektrodų medžiaga. Kalbant apie teigiamą elektrodų medžiagą, veiklioji medžiaga paprastai yra ličio manganatas arba ličio kobaltatas, ličio nikelio kobalto manganatas ir kitos medžiagos. Pagrindiniai produktai dažniausiai naudoja ličio geležies fosfatą.
Antrasis yra neigiama elektrodų medžiaga. Neigiama elektrodų medžiaga yra maždaug suskirstyta į anglies neigiamą elektrodą, alavo pagrindu pagamintą neigiamą elektrodą, ličio perėjimo metalo nitrido neigiamą elektrodą, lydinio neigiamą elektrodą, nano masto neigiamą elektrodą ir nano medžiagas. Tarp jų neigiamos elektrodų medžiagos, faktiškai naudojamos ličio jonų baterijose, iš esmės yra anglies medžiagos, tokios kaip dirbtinis grafitas, natūralus grafitas, mezofazės anglies mikrosferos, naftos koksas, anglies pluoštas, pirolizės dervos anglis ir kt. Kalbant apie nanotoksido medžiagas, pranešama, kad pagal naujausią ličio baterijų naujos energijos pramonės rinkos plėtros tendenciją 2009 m., Kai kurios įmonės pradėjo naudoti nano-titano oksidą ir nano-silicio oksidą, kad pridėtų tradicinį grafitą, alavo oksidą ir anglies nanovamzdelius. , labai pagerinant ličio baterijų įkrovimo ir išsikrovimo-iškrovimo laiką.
Trečiasis yra elektrolitų tirpalas, paprastai ličio druska, pvz., Ličio perchloratas (LiClO4), ličio heksafluorofosfatas (LiPF6), ličio tetrafluoroboratas (LiBF4) ir pan. Kadangi akumuliatoriaus darbinė įtampa yra daug didesnė už vandens skilimo įtampą, organiniai tirpikliai dažnai naudojami ličio jonų baterijose. Tačiau organiniai tirpikliai įkrovimo metu dažnai sunaikina grafito struktūrą, todėl jis nulupa ir ant jo paviršiaus sudaro kietą elektrolitų plėvelę, todėl elektrodas praeina. . Tai taip pat gali sukelti saugos problemų, tokių kaip degumas ir sprogimas.
Ketvirtasis yra separatorius. Kaip vienas iš pagrindinių akumuliatoriaus komponentų, separatoriaus veikimo privalumai lemia akumuliatoriaus sąsajos struktūrą ir vidinį atsparumą, o tai savo ruožtu veikia akumuliatoriaus talpą, ciklo našumą, įkrovimo ir iškrovimo srovės tankį ir kitas pagrindines savybes. Apskritai, yra keletas dažniausiai naudojamų separatorių tipų, tokių kaip vieno sluoksnio ir daugiasluoksniai separatoriai. Suprantama, kad kai kurios vietinės įmonės pasirinks šiek tiek storesnes diafragmas, o kai kurios įmonės naudoja 31 sluoksnio storio diafragmas. Dėl aukštos techninės diafragmos gamybos ribos vis dar yra tam tikras atotrūkis tarp vidaus ličio jonų baterijų diafragmos technologijos ir užsienio šalių.
Remiantis duomenimis, diafragma yra specialiai suformuota polimerinė plėvelė, turinti mikroporinę struktūrą. Sugėręs elektrolitą, jis gali išskirti teigiamus ir neigiamus elektrodus, kad būtų išvengta trumpojo jungimo. Tuo pačiu metu jis suteikia mikroporinį kanalą ličio jonų baterijai, kad būtų galima realizuoti įkrovimo ir iškrovimo funkciją bei greičio našumą ir realizuoti ličio jonų laidumą. Kai akumuliatorius yra perkrautas arba temperatūra labai pasikeičia, separatorius blokuoja srovės laidumą per uždarytas poras, kad būtų išvengta sprogimo.
