Con el desarrollo de la diversificación mundial, nuestras vidas cambian constantemente, incluidos los diversos productos electrónicos con los que entramos en contacto. Entonces usted no debe saber algunos de los componentes de estos productos, tales como baterías de litio de alta tensión.
A medida que aumentan los requisitos de capacidad de las baterías de iones de litio para equipos eléctricos, las expectativas de la gente son cada vez mayores. densidad energética de las baterías de litio. En particular, diversos dispositivos portátiles como teléfonos inteligentes, tabletas y ordenadores portátiles han planteado mayores requisitos para las baterías de iones de litio que son de pequeño tamaño y tienen un largo tiempo de espera.
Del mismo modo, otros equipos eléctricos, como los equipos de almacenamiento de energía, las herramientas eléctricas, los vehículos eléctricos, etc., están desarrollando constantemente baterías de iones de litio con menor peso, menor tamaño, mayor tensión de salida y densidad de potencia. Por tanto, batería de litio de alta tensión también se han convertido en una importante dirección de investigación y desarrollo en la mayoría de los países de la UE. principales proveedores de bess.
¿Qué es una batería de litio de alto voltaje?
Por batería de alto voltaje se entiende una batería cuyo voltaje es relativamente alto en comparación con las baterías normales. Se puede dividir en dos tipos según las celdas de la batería y los paquetes de baterías. Las baterías de alto voltaje se definen a partir del voltaje de las celdas de la batería. Este aspecto se aplica principalmente a las baterías de litio. En la actualidad, los principales tipos de pilas de litio son las pilas de litio de alto voltaje y las pilas de litio de bajo voltaje.
En la actualidad, el óxido de litio y cobalto se ha investigado y aplicado ampliamente como material para ánodos de alto voltaje. Esta estructura es de tipo no-nafeo2 y es más adecuada para la inserción y expulsión de iones de litio. La densidad energética teórica del óxido de cobalto y litio es de 274mAh/g, el proceso de producción es sencillo, el rendimiento electroquímico es estable y la cuota de mercado es elevada.
En las aplicaciones prácticas, sólo algunos iones de litio pueden incrustarse y expulsarse de forma reversible, y la densidad energética real es de unos 167mAh/g (la tensión de trabajo es de 4,35v). Aumentar la tensión de funcionamiento puede incrementar significativamente la densidad energética. Por ejemplo, aumentar la tensión de funcionamiento de 4,2v a 4,35v puede incrementar la densidad energética en unos 16%.
Antecedentes del desarrollo de las baterías de litio de alta tensión
Para diseñar baterías de iones de litio de alta densidad energética, además de optimizar continuamente su aprovechamiento del espacio, aumentar la densidad de compactación y la capacidad en gramos de los materiales de los electrodos positivo y negativo de la batería, se utilizan nanómetros de carbono altamente conductores y aglutinantes poliméricos para mejorar los electrodos positivo y negativo. Además del contenido de material activo, aumentar el voltaje de funcionamiento de las baterías de iones de litio es también una de las formas importantes de aumentar la densidad energética de la batería.
La tensión de corte de las baterías de iones de litio está pasando gradualmente de los 4,2V originales a 4,35V, 4,4V, 4,45V, 4,5V y 5V. Entre ellas, las baterías de iones de litio de níquel-manganeso de 5V tienen excelentes características, como alta densidad energética y alta potencia, y serán una de las direcciones importantes para el futuro desarrollo de los vehículos de nueva energía y el almacenamiento de energía. Con el continuo desarrollo de la tecnología de I+D de fuentes de alimentación, las baterías de iones de litio de mayor voltaje y densidad energética saldrán gradualmente del laboratorio y servirán a los consumidores en el futuro.
Características de la batería de litio de alta tensión
Las pilas de litio de alto voltaje tienen mayor densidad energética y menor seguridad que las de bajo voltaje, pero su plataforma de descarga es relativamente alta. Al mismo capacidad de la bateríaLas baterías de alto voltaje son más ligeras que las de bajo voltaje en términos de volumen y peso.
A medida que aumenta la tensión de la batería de litio de alto voltaje, algunas propiedades de seguridad se reducen durante su uso, por lo que no se han utilizado en grandes cantidades en vehículos eléctricos. En la actualidad, los materiales de cátodo de batería utilizados en los vehículos eléctricos son principalmente materiales ternarios y fosfato de hierro y litio. Con el fin de aumentar la densidad de energía para satisfacer la demanda, se seleccionan generalmente materiales de cátodo de alto contenido en níquel, como 811NCM y NCA, ánodos de silicio-carbono de alta capacidad, o se mejora la utilización del espacio de la batería para mejorar la densidad de energía y el rendimiento. ciclo de vida de la batería.
Los materiales de óxido de cobalto de litio actuales y de alta tensión se utilizan en baterías de alta densidad energética, como las de los fabricantes de baterías de teléfonos móviles de gama alta. El aumento de los requisitos de rendimiento de las baterías se refleja principalmente en la necesidad de una mayor densidad energética, como los requisitos de carbono para cátodos de baterías de 4,35V. La densidad energética es de unos 660wh/L, y la batería de 4,4V ha alcanzado unos 740wh/L.
Esto requiere que el material del ánodo tenga una mayor densidad de compactación, un mayor volumen de huecos y que la estructura del material sea más estable a alta presión. Sin embargo, el material de electrodo de óxido de cobalto y litio presenta deficiencias como la falta de recursos de cobalto, su elevado precio y cierta toxicidad de los iones de cobalto, lo que limita su amplia aplicación en las baterías de litio de potencia.
En términos de velocidad de descarga entre las baterías de alto voltaje y las baterías de bajo voltaje, la batería de litio de alto voltaje tiene una velocidad de descarga más alta y una potencia más fuerte que la batería de litio de bajo voltaje. Por lo tanto, las pilas de alto voltaje deberían ser teóricamente más adecuadas para su uso en productos y equipos que requieren una alta tasa de descarga.
Precauciones de uso de las pilas de litio de alta tensión
El voltaje de las pilas de litio suele oscilar entre 3,7 V y 3,8 V. Las pilas de litio pueden dividirse en pilas de litio de bajo voltaje y pilas de litio de alto voltaje en función del voltaje. La tensión nominal de las baterías de litio de baja tensión suele ser inferior a 3,6 V, y la tensión nominal de las baterías de litio de alta tensión suele ser superior a 3,6 V.
Según la prueba del medidor de baterías de litio, el rango de tensión de las baterías de litio de bajo voltaje es de 2,5~4,2 V, y el de las baterías de litio de alto voltaje es de 2,5~4,35 V. El nivel de tensión es también uno de los signos importantes para distinguirlas.
Las baterías de litio de alto voltaje son adecuadas para aplicaciones que requieren una gran capacidad, volumen y peso de la batería, como los teléfonos inteligentes, las tabletas y los ordenadores portátiles; las baterías de litio de bajo voltaje son adecuadas para aplicaciones que no requieren un gran volumen y peso, como las herramientas eléctricas.
Al mismo tiempo, debes prestar atención a los siguientes aspectos cuando utilices pilas de litio de alto voltaje:
1. Durante el uso, se debe utilizar un cargador de batería especial, y se debe prestar atención a la carga de la batería parámetros de tensión y corriente;
2. No cortocircuite a la fuerza la batería de litio para evitar dañarla y causar problemas de seguridad;
3. No seleccione pilas al azar para uso combinado. Las pilas con los mismos parámetros deben seleccionarse para uso combinado;
4. Cuando las pilas de litio no estén en uso, deben guardarse en un lugar fresco y seco.
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