Συζήτηση για τις προοπτικές εφαρμογής των μπαταριών ιόντων λιθίου στη βιομηχανία επικοινωνιών

Οι μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούνται ευρέως, από μη στρατιωτικά ψηφιακά προϊόντα και προϊόντα επικοινωνίας έως βιομηχανικό εξοπλισμό έως ειδικό εξοπλισμό.Διαφορετικά προϊόντα απαιτούν διαφορετικές τάσεις και χωρητικότητες.Επομένως, υπάρχουν πολλές περιπτώσεις στις οποίες μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται σε σειρά και παράλληλα.Η μπαταρία εφαρμογής που σχηματίζεται προστατεύοντας το κύκλωμα, το περίβλημα και την έξοδο ονομάζεται PACK.Το PACK μπορεί να είναι μία μπαταρία, όπως μπαταρίες κινητών τηλεφώνων, μπαταρίες ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής, μπαταρίες MP3, MP4 κ.λπ., ή μπαταρία παράλληλου συνδυασμού, όπως μπαταρίες φορητών υπολογιστών, μπαταρίες ιατρικού εξοπλισμού, τροφοδοτικά επικοινωνίας, μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων, εφεδρικά τροφοδοτικά κ.λπ.

23

Εισαγωγή της μπαταρίας ιόντων λιθίου: 1. Η αρχή λειτουργίας της μπαταρίας ιόντων λιθίου Η μπαταρία ιόντων λιθίου είναι ένα είδος μπαταρίας διαφοράς συγκέντρωσης κατ' αρχήν, τα θετικά και αρνητικά ενεργά υλικά μπορούν να εκπέμπουν παρεμβολή ιόντων λιθίου και αντίδραση εξαγωγής.Η αρχή λειτουργίας της μπαταρίας ιόντων λιθίου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα: Το ιόν λιθίου είναι ενεργό από το θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη φόρτιση Το υλικό αφαιρείται από το υλικό και μεταναστεύει στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη υπό την εξωτερική τάση.Ταυτόχρονα, ιόντα λιθίου εισάγονται στο ενεργό υλικό του αρνητικού ηλεκτροδίου.Το αποτέλεσμα της φόρτισης είναι η κατάσταση υψηλής ενέργειας του αρνητικού ηλεκτροδίου σε κατάσταση πλούσια σε λίθιο και του θετικού ηλεκτροδίου σε κατάσταση θετικού λιθίου.Το αντίθετο συμβαίνει κατά την απόρριψη.Το Li+ απελευθερώνεται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο και μεταναστεύει στο θετικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη.Ταυτόχρονα, στο θετικό ηλεκτρόδιο Li+ είναι ενσωματωμένο στον κρύσταλλο του ενεργού υλικού, η ροή των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό κύκλωμα σχηματίζει ένα ρεύμα, το οποίο πραγματοποιεί τη μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.Υπό κανονικές συνθήκες φόρτισης και εκφόρτισης, τα ιόντα λιθίου εισάγονται ή εξάγονται μεταξύ του στρωματοποιημένου δομημένου υλικού άνθρακα και του στρωματοποιημένου δομημένου οξειδίου και γενικά δεν καταστρέφουν την κρυσταλλική δομή.Επομένως, από την άποψη της αναστρεψιμότητας της αντίδρασης φόρτισης και εκφόρτισης, η φόρτιση και η εκφόρτιση των μπαταριών ιόντων λιθίου Η αντίδραση εκφόρτισης είναι μια ιδανική αναστρέψιμη αντίδραση.Οι αντιδράσεις φόρτισης και εκφόρτισης των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι οι εξής.2. Χαρακτηριστικά και εφαρμογές των μπαταριών λιθίου Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν εξαιρετική απόδοση, όπως υψηλή τάση λειτουργίας, υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, μεγάλη διάρκεια ζωής, χαμηλό ποσοστό αυτοεκφόρτισης, χαμηλή ρύπανση και καμία επίδραση μνήμης.Η συγκεκριμένη απόδοση έχει ως εξής.① Η τάση των κυψελών λιθίου-κοβαλτίου και λιθίου-μαγγανίου είναι 3,6 V, η οποία είναι 3 φορές μεγαλύτερη από τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου και των μπαταριών νικελίου-υδρογόνου.η τάση των κυψελών λιθίου-σιδήρου είναι 3,2 V.② Η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των μπαταριών μολύβδου-οξέος, των μπαταριών νικελίου-καδμίου και των μπαταριών νικελίου-υδρογόνου, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν τη δυνατότητα περαιτέρω βελτίωσης.③ Λόγω της χρήσης μη υδατικών οργανικών διαλυτών, η αυτοεκφόρτιση των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι μικρή.④ Δεν περιέχει επιβλαβείς ουσίες όπως μόλυβδο και κάδμιο και είναι φιλικό προς το περιβάλλον.⑤ Χωρίς εφέ μνήμης.⑥ Μεγάλη διάρκεια ζωής.Σε σύγκριση με τις δευτερεύουσες μπαταρίες όπως οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου και οι μπαταρίες νικελίου-υδρογόνου, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν τα παραπάνω πλεονεκτήματα.Από τότε που διατέθηκαν στο εμπόριο στις αρχές της δεκαετίας του 1990, αναπτύχθηκαν γρήγορα και αντικαθιστούν συνεχώς το κάδμιο σε διάφορους τομείς.Οι μπαταρίες νικελίου και νικελίου-υδρογόνου έχουν γίνει οι πιο ανταγωνιστικές μπαταρίες στον τομέα των εφαρμογών χημικής ενέργειας.Επί του παρόντος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε φορητές ηλεκτρονικές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα, φορητοί υπολογιστές, βοηθοί προσωπικών δεδομένων, ασύρματες συσκευές και ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές.Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε στρατιωτικό εξοπλισμό, όπως τροφοδοτικά για υποβρύχια όπλα, όπως τορπίλες και σόναρ, τροφοδοτικά για μικρο-μη επανδρωμένα αναγνωριστικά αεροσκάφη και τροφοδοτικά για συστήματα υποστήριξης ειδικών δυνάμεων, μπορούν όλες να χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου.Οι μπαταρίες λιθίου έχουν επίσης ευρείες προοπτικές εφαρμογής σε πολλούς τομείς όπως η διαστημική τεχνολογία και η ιατρική περίθαλψη.Καθώς η ευαισθητοποίηση των ανθρώπων για την προστασία του περιβάλλοντος συνεχίζει να αυξάνεται και οι τιμές του πετρελαίου συνεχίζουν να αυξάνονται, τα ηλεκτρικά ποδήλατα και τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν γίνει οι πιο δυναμικές βιομηχανίες.Η εφαρμογή μπαταριών ιόντων λιθίου στα ηλεκτρικά οχήματα είναι πολύ αισιόδοξη.Με τη συνεχή ανάπτυξη νέων υλικών για μπαταρίες ιόντων λιθίου, η ασφάλεια των μπαταριών και η διάρκεια ζωής του κύκλου συνεχίζουν να βελτιώνονται, και το κόστος γίνεται όλο και χαμηλότερο, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν γίνει μία από τις πρώτες επιλογές υψηλής ενέργειας μπαταρίες για ηλεκτρικά οχήματα .3. Η απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου Η απόδοση της μπαταρίας μπορεί να χωριστεί σε 4 κατηγορίες: ενεργειακά χαρακτηριστικά, όπως ειδική χωρητικότητα μπαταρίας, ειδική ενέργεια κ.λπ.χαρακτηριστικά λειτουργίας, όπως απόδοση κύκλου, πλατφόρμα τάσης εργασίας, αντίσταση, διατήρηση φόρτισης κ.λπ.Δυνατότητες περιβαλλοντικής προσαρμογής, όπως απόδοση υψηλής θερμοκρασίας, απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας, αντοχή σε κραδασμούς και κραδασμούς, απόδοση ασφάλειας κ.λπ.Τα υποστηρικτικά χαρακτηριστικά αναφέρονται κυρίως στις δυνατότητες αντιστοίχισης του ηλεκτρικού εξοπλισμού, όπως η προσαρμοστικότητα μεγέθους, η γρήγορη φόρτιση και η παλμική εκφόρτιση.


Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-17-2021