Según las estadísticas, la demanda mundial de baterías de iones de litio ha alcanzado los 1.300 millones y, con la continua expansión de las áreas de aplicación, esta cifra aumenta año tras año. Debido a esto, con el rápido aumento en el uso de baterías de iones de litio en diversas industrias, el desempeño de seguridad de la batería es cada vez más prominente, lo que requiere no solo un excelente rendimiento de carga y descarga de las baterías de iones de litio, sino que también requiere un nivel más alto. del desempeño en materia de seguridad. Que las baterías de litio al final provocan un incendio e incluso una explosión, ¿qué medidas se pueden evitar y eliminar?
En primer lugar, comprendamos la composición material de las baterías de litio. El rendimiento de las baterías de iones de litio depende principalmente de la estructura y el rendimiento de los materiales internos de las baterías utilizadas. Estos materiales internos de la batería incluyen material de electrodo negativo, electrolito, diafragma y material de electrodo positivo. Entre ellos, la elección y calidad de los materiales positivos y negativos determinan directamente el rendimiento y el precio de las baterías de iones de litio. Por lo tanto, la investigación de materiales de electrodos positivos y negativos baratos y de alto rendimiento ha sido el foco del desarrollo de la industria de las baterías de iones de litio.
El material del electrodo negativo generalmente se selecciona como material de carbono y el desarrollo está relativamente maduro en la actualidad. El desarrollo de materiales catódicos se ha convertido en un factor importante que limita la mejora adicional del rendimiento de las baterías de iones de litio y la reducción de precios. En la producción comercial actual de baterías de iones de litio, el costo del material del cátodo representa aproximadamente el 40% del costo total de la batería, y la reducción del precio del material del cátodo determina directamente la reducción del precio de las baterías de iones de litio. Esto es especialmente cierto en el caso de las baterías de iones de litio. Por ejemplo, una pequeña batería de iones de litio para un teléfono móvil requiere sólo unos 5 gramos de material catódico, mientras que una batería de iones de litio para conducir un autobús puede requerir hasta 500 kg de material catódico.
Aunque en teoría existen muchos tipos de materiales que pueden usarse como electrodo positivo de las baterías de iones de litio, el componente principal del material del electrodo positivo común es el LiCoO2. Durante la carga, el potencial eléctrico añadido a los dos polos de la batería obliga al compuesto del electrodo positivo a liberar iones de litio, que están incrustados en el carbono del electrodo negativo con una estructura laminar. Cuando se descargan, los iones de litio precipitan de la estructura laminar del carbono y se recombinan con el compuesto en el electrodo positivo. El movimiento de los iones de litio genera una corriente eléctrica. Este es el principio de funcionamiento de las baterías de litio.
Aunque el principio es simple, en la producción industrial real, hay cuestiones mucho más prácticas a considerar: el material del electrodo positivo necesita aditivos para mantener la actividad de carga y descarga múltiple, y el material del electrodo negativo debe diseñarse en el nivel de estructura molecular para acomodar más iones de litio; El electrolito relleno entre los electrodos positivo y negativo, además de mantener la estabilidad, también debe tener una buena conductividad eléctrica y reducir la resistencia interna de la batería.
Aunque la batería de iones de litio tiene todas las ventajas mencionadas anteriormente, pero sus requisitos para el circuito de protección son relativamente altos, en el uso del proceso se debe evitar estrictamente el fenómeno de sobrecarga y sobredescarga, la corriente de descarga no debe Si es demasiado grande, en general, la velocidad de descarga no debe ser superior a 0,2 C. El proceso de carga de las baterías de litio se muestra en la figura. En un ciclo de carga, las baterías de iones de litio necesitan detectar el voltaje y la temperatura de la batería antes de que comience la carga para determinar si se puede cargar. Si el voltaje o la temperatura de la batería están fuera del rango permitido por el fabricante, se prohíbe la carga. El rango de voltaje de carga permitido es: 2,5 V ~ 4,2 V por batería.
En caso de que la batería se encuentre en descarga profunda, se deberá exigir al cargador que tenga un proceso de precarga para que la batería cumpla con las condiciones de carga rápida; luego, de acuerdo con la velocidad de carga rápida recomendada por el fabricante de la batería, generalmente 1C, el cargador carga la batería con corriente constante y el voltaje de la batería aumenta lentamente; Una vez que el voltaje de la batería alcanza el voltaje de terminación establecido (generalmente 4,1 V o 4,2 V), la carga de corriente constante finaliza y la corriente de carga. Una vez que el voltaje de la batería alcanza el voltaje de terminación establecido (generalmente 4,1 V o 4,2 V), la carga de corriente constante termina, la corriente de carga decae rápidamente y la carga entra en el proceso de carga completo; durante el proceso de carga completo, la corriente de carga disminuye gradualmente hasta que la tasa de carga disminuye por debajo de C/10 o se supera el tiempo de carga completo, luego pasa a la carga de corte superior; Durante la carga de corte superior, el cargador recarga la batería con una corriente de carga muy pequeña. Después de un período de carga de corte máximo, la carga se apaga.
Hora de publicación: 15-nov-2022