Ca componentă de bază a energiei noi, procesul de încărcare și descărcare a bateriei cu litiu
În 2018, domeniul vehiculelor cu energie nouă este plin de praf de pușcă, iar durata lungă de viață a bateriei a devenit o sarcină grea pentru diverse companii auto pentru a concura pentru piața internă. Companiile de mașini majore atrag din ce în ce mai mulți consumatori-de vârf cu modele noi cu o autonomie ultra-lungă a bateriei. La sfârșitul lunii februarie, Denza 500 a fost dezvăluit oficial; la sfârșitul lunii martie, Geely a lansat oficial noul model Emgrand EV450; la începutul lunii aprilie, BYD a lansat trei modele noi, Qin EV450, e5450 și Song EV400, cu o durată de viață a bateriei de peste 400 de kilometri.
Cu toate acestea, din punct de vedere tehnic, bateria de putere este nucleul și cheia pentru a determina durata de viață ultra-lungă a bateriei vehiculelor electrice. Luând ca exemplu cele două metode de încărcare de încărcare lentă AC și încărcare rapidă DC, metoda de utilizare corectă și adecvată poate nu numai să maximizeze puterea bateriei de alimentare, ci și să prelungească durata de viață a bateriei. Din perspectiva popularizării cunoștințelor, pe baza nivelului actual de tehnologie a densității energetice a bateriilor de putere, este necesar să se permită consumatorilor să înțeleagă procesul de încărcare și descărcare a bateriilor de putere și influența diferitelor materiale ale bateriilor asupra capacității de încărcare și descărcare, pentru a cultiva obiceiuri corecte de utilizare și pentru a prelungi puterea Durata de viață a bateriei asigură durata de viață lungă-a bateriei vehiculului electric.
Electronii de încărcare și de descărcare scapă unul altuia
În prezent, există două tipuri populare de baterii de putere utilizate de marile companii de vehicule electrice, unul este o baterie cu litiu fosfat de fier, iar celălalt este o baterie cu litiu ternară. Cu toate acestea, indiferent de ce fel de baterie este, procesul de încărcare poate fi împărțit aproximativ în următoarele patru etape, și anume etapa de încărcare cu curent constant, etapa de încărcare cu tensiune constantă, etapa de încărcare completă și etapa de încărcare plutitoare.
În etapa de încărcare cu curent constant, curentul de încărcare este menținut constant, capacitatea de încărcare crește rapid, iar tensiunea bateriei crește și ea. În etapa de încărcare cu tensiune constantă, după cum sugerează și numele, tensiunea de încărcare va rămâne constantă. Deși capacitatea încărcată va continua să crească, tensiunea bateriei va crește lent, iar curentul de încărcare va scădea și el. Când bateria este complet încărcată, curentul de încărcare scade sub curentul de comutare cu plutitor, iar tensiunea de încărcare a încărcătorului scade la tensiunea de plutire. În timpul fazei de încărcare flotant, tensiunea de încărcare va rămâne la tensiunea de flotare.
The charging and discharging process of lithium ion batteries is the process of intercalation and deintercalation of lithium ions. In the process of intercalation and deintercalation of lithium ions, it is accompanied by the intercalation and deintercalation of electrons equivalent to lithium ions (usually the positive electrode is represented by intercalation or deintercalation, and the negative electrode is represented by intercalation or deintercalation). During the entire charging process, the electrons on the positive electrode will run to the negative electrode through the external circuit, and the positive lithium ions Li plus will pass from the positive electrode through the electrolyte, through the diaphragm material, and finally reach the negative electrode, where they stay and combine with the "resident" electrons Together, it is reduced to Li embedded in the carbon material of the negative electrode. The data shows that the carbon as the negative electrode has a layered structure, and it has many micropores. The lithium ions reaching the negative electrode are embedded in the micropores of the carbon layer. The more lithium ions are embedded, the higher the charging capacity.
On the contrary, when the battery is discharged (that is, the process of using the battery), the Li embedded in the negative electrode carbon material loses electrons, the electrons on the negative electrode "moves" to the positive electrode through the external circuit, and the positive lithium ion Li plus crosses the electrolyte from the negative electrode, It crosses the separator material, reaches the positive electrode, and combines with the "resident" electron electrons. Likewise, the more lithium ions returned to the positive electrode, the higher the capacity of the discharge.
Patru materiale pentru a asigura eficiența
Ce rol joacă diversele materiale cheie (cum ar fi materiale pentru electrozi pozitivi, materiale pentru electrozi negativi, diafragme, electroliți etc.) în procesul de încărcare și descărcare a bateriilor de putere?
Primul este materialul electrodului pozitiv. În ceea ce privește materialul electrodului pozitiv, materialul activ este în general manganat de litiu sau cobaltat de litiu, manganat de litiu nichel cobalt și alte materiale. Produsele principale folosesc în cea mai mare parte fosfat de litiu și fier.
Al doilea este materialul electrodului negativ. Materialul electrodului negativ este împărțit aproximativ în electrod negativ de carbon, electrod negativ pe bază de staniu-, electrod negativ de nitrură de metal tranzițional de litiu, electrod negativ din aliaj, electrod negativ la scară nano- și nano- materiale. Printre acestea, materialele cu electrozi negativi utilizate efectiv în bateriile cu litiu-ion sunt practic materiale din carbon, cum ar fi grafit artificial, grafit natural, microsfere de carbon mezofazică, cocs de petrol, fibră de carbon, carbon din rășină de piroliză etc. Materialele nano-oxidice sunt în cauză, se raportează că, în conformitate cu cea mai recentă tendință de dezvoltare a pieței a industriei de energie nouă a bateriilor cu litiu în 2009, unele companii au început să utilizeze nano-oxid de titan și nano{{7 }}oxid de siliciu pentru a adăuga grafit tradițional, oxid de staniu și nanotuburi de carbon. , îmbunătățind considerabil capacitatea de încărcare-descărcare și numărul de timpi de încărcare-descărcare a bateriilor cu litiu.
A treia este o soluție de electrolit, de obicei o sare de litiu, cum ar fi perclorat de litiu (LiClO4), hexafluorofosfat de litiu (LiPF6), tetrafluoroborat de litiu (LiBF4) și altele asemenea. Deoarece tensiunea de lucru a bateriei este mult mai mare decât tensiunea de descompunere a apei, solvenții organici sunt adesea utilizați în bateriile cu litiu-ion. Cu toate acestea, solvenții organici distrug adesea structura grafitului în timpul încărcării, determinându-l să se desprindă și să formeze o peliculă solidă de electrolit pe suprafața sa, ducând la pasivarea electrodului. . De asemenea, poate aduce probleme de siguranță, cum ar fi inflamabilitatea și explozia.
Al patrulea este separatorul. Fiind una dintre componentele cheie ale bateriei, avantajele performanței separatorului determină structura interfeței și rezistența internă a bateriei, care la rândul său afectează capacitatea bateriei, performanța ciclului, densitatea curentului de încărcare și descărcare și alte caracteristici cheie. În general, există mai multe tipuri de separatoare utilizate în mod obișnuit, cum ar fi separatoarele cu un singur-strat și mai multe-strat. Se înțelege că unele companii autohtone vor alege diafragme puțin mai groase, iar unele companii folosesc diafragme cu o grosime de 31 de straturi. Datorită pragului tehnic ridicat al producției de diafragme, există încă un decalaj între tehnologia autohtonă a diafragmei bateriei cu litiu-ion și țările străine.
Conform datelor, diafragma este o peliculă polimerică special formată, cu o structură microporoasă. După absorbția electrolitului, acesta poate izola electrozii pozitivi și negativi pentru a preveni scurtcircuitele. În același timp, oferă un canal microporos pentru bateria litiu-ion pentru a realiza funcția de încărcare și descărcare și pentru a rata performanța și pentru a realiza conducerea ionilor de litiu. Când bateria este supraîncărcată sau temperatura se schimbă foarte mult, separatorul blochează conducția curentului prin porii închiși pentru a preveni explozia.
