Giới thiệu về kiến ​​thức cơ bản về pin lithium

1, Thành phần của pin lithium

1. Vật liệu điện cực dương: Các hợp chất lithium như lithium cobalt oxit (Licoo ₂), lithium mangan oxit (Limn ₂ O), lithium sắt phosphate (LifePO) và vật liệu ternary (Linixcoymnzo) được sử dụng. Vật liệu điện cực dương khác nhau có đặc điểm hiệu suất khác nhau. Ví dụ, oxit coban lithium có mật độ năng lượng cao nhưng an toàn tương đối thấp, trong khi phốt phát sắt lithium có độ an toàn cao và tuổi thọ dài nhưng mật độ năng lượng tương đối thấp.

2. Vật liệu điện cực âm: Thường được làm từ các vật liệu carbon như than chì, chức năng của nó là lưu trữ các ion lithium trong quá trình sạc và giải phóng các ion lithium trong quá trình xả. Vật liệu điện cực âm cũng bao gồm các kính hiển vi carbon pha trung gian, lithium titanate, v.v.

3. Cơ hoành: Một màng polymer xốp phục vụ để cô lập các điện cực dương và âm, ngăn ngừa các mạch ngắn và cho phép các ion lithium đi qua. Vật liệu của cơ hoành thường là màng xốp polyolefin.

4. Điện phân: chủ yếu bao gồm các muối lithium (như lithium hexafluorophosphate lipf) và dung môi hữu cơ, chịu trách nhiệm tiến hành các ion lithium giữa các điện cực dương và âm. Các chất điện phân có thể là chất lỏng hoặc gel.

5. Vỏ: Vỏ của pin có thể được làm bằng thép, nhôm, sắt mạ niken hoặc màng nhựa nhôm. Vỏ cũng bao gồm một nắp cho pin, đóng vai trò là ổ cắm cho các điện cực dương và âm.

 

2, nguyên tắc làm việc của pin lithium

Trong quá trình sạc, các ion lithium được giải phóng từ vật liệu điện cực dương, đi qua chất điện phân qua thiết bị tách và được nhúng vào vật liệu điện cực âm; Trong quá trình phóng điện, các ion lithium được giải phóng từ vật liệu điện cực âm, đi qua chất điện phân qua thiết bị phân tách và quay trở lại vật liệu điện cực dương, tạo ra dòng điện trong quá trình này.

 

3, Phân loại pin lithium

 

1. Được phân loại theo ngoại hình: pin lithium vuông, pin lithium hình trụ, pin lithium gói mềm;

2. Được phân loại bởi các vật liệu gia công: Pin lithium vỏ nhôm, pin lithium vỏ thép và pin gói mềm;

3. Được phân loại theo vật liệu điện cực dương: oxit lithium cobalt (LICOO2), lithium mangan oxit (LIMN2O4), lithium ternary (LinixcoyMNZO2), lithium sắt phosphate (LIFEPO4);

4. Được phân loại bởi trạng thái điện giải: pin lithium-ion (LIB) và pin polymer (PLB);

5. Được phân loại theo mục đích: pin thông thường và pin điện.

6. Được phân loại theo đặc điểm hiệu suất: pin công suất cao, pin tốc độ cao, pin nhiệt độ cao, pin nhiệt độ thấp, v.v.

 

4, Đặc điểm của pin lithium

1. Mật độ năng lượng cao: Các tế bào pin lithium có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn, cho phép pin lithium có năng lượng cao hơn các loại pin khác với cùng một khối lượng hoặc trọng lượng.

2. Tuổi thọ dài: Sau nhiều chu kỳ sạc và xả, nó vẫn có thể duy trì hiệu suất tốt, thường đạt đến hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn chu kỳ.

3. Tốc độ tự xả thấp: Khi không sử dụng, tốc độ tự xả chậm và có thể duy trì năng lượng trong một thời gian dài.

4. Bảo vệ môi trường: Nó không chứa các kim loại nặng như thủy ngân và cadmium, và tương đối thân thiện với môi trường.

 

5, Giải thích về các thuật ngữ phổ biến

1. Dung lượng

Đề cập đến lượng điện có thể thu được từ lithium trong pin trong một số điều kiện xả. Công thức cho dung lượng pin là q=i * t, được đo bằng coulombs. Đơn vị công suất của pin được chỉ định là AH (giờ ampe) hoặc MAH (giờ milliampere), có nghĩa là pin 1Ah có thể được xả trong 1 giờ với dòng điện 1A khi được sạc đầy.

Trước đây, pin của điện thoại cũ của Nokia (như BL -5 C) thường là 500mAh. Ngày nay, pin của điện thoại thông minh là 800-1900 mah, xe đạp điện thường là 10-20 ah và xe điện thường là 20-200 ah.

2. Tỷ lệ phí/tốc độ xả

Nó đại diện cho lượng dòng điện được sử dụng để sạc và xả, thường được tính là bội số của dung lượng danh nghĩa của pin, thường được gọi là vài độ C. Đối với pin có dung lượng 15 0 0mah, 1c được chỉ định là 1500mAh. Nếu được thải ra ở 2C, nó được thải ra với dòng điện 3000mA, và được sạc và xả ở mức 0,1C, nó được sạc và xả với dòng điện 150mA.

3. Điện áp (OCV: Điện áp mạch mở)

Điện áp của pin thường đề cập đến điện áp danh nghĩa (còn được gọi là điện áp định mức) của pin lithium. Điện áp danh nghĩa của pin lithium thông thường thường là 3,7V và chúng tôi cũng đề cập đến cao nguyên điện áp của nó là 3,7V.

Khi pin có công suất 20 ~ 80%, điện áp được cô đặc vào khoảng 3,7V (3,6 ~ 3,9V) và nếu công suất quá cao hoặc quá thấp, điện áp sẽ thay đổi rất nhiều.

4. Năng lượng/năng lượng

Năng lượng (E) mà pin có thể giải phóng khi xả vào một tiêu chuẩn nhất định được đo bằng WH (giờ watt) hoặc kWh (kilowatt giờ), với 1KWH =1 kWh.

E=u*i*t, nó cũng bằng với nhân điện áp pin với dung lượng pin

Công thức cho sức mạnh là, p=u*i=e/t, cho biết lượng năng lượng có thể được giải phóng trên mỗi đơn vị thời gian. Đơn vị là W (watt) hoặc kW (kilowatt). Một pin có công suất 1500mAh thường có điện áp danh nghĩa là 3,7V, tương ứng với năng lượng 5,55Wh.

5. Kháng

Do thực tế là sạc và xả không thể tương đương với một nguồn năng lượng lý tưởng, có một điện trở nội bộ nhất định. Tất nhiên, điện trở trong tiêu thụ năng lượng, tất nhiên, điện trở bên trong càng nhỏ thì càng tốt.

Đơn vị điện trở bên trong của pin là miliohms (m).

Điện trở bên trong của một pin thông thường bao gồm điện trở và điện trở phân cực ohmic, và cường độ của điện trở bên trong bị ảnh hưởng bởi vật liệu, quy trình sản xuất và cấu trúc của pin.

6. Cuộc sống vòng tròn

Sạc và xả pin một khi được gọi là chu kỳ và tuổi thọ là một chỉ số quan trọng để đo hiệu suất của thời lượng pin.

Tiêu chuẩn IEC quy định rằng pin lithium điện thoại di động phải được xả từ {{0}}. 2c đến 3.0V và tích điện từ 1c đến 4.2V. Sau 500 chu kỳ, dung lượng pin phải được duy trì ở mức 60% trở lên công suất ban đầu. Điều đó có nghĩa là, tuổi thọ chu kỳ của pin lithium là 500 lần.

Theo tiêu chuẩn quốc gia, sau vòng đời 300 lần, công suất nên được duy trì ở mức 70% công suất ban đầu. Nếu dung lượng pin nhỏ hơn 60% công suất ban đầu, thì nó thường được coi là bị loại bỏ.

7. Độ sâu xả (DoD)

Được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm của công suất được giải phóng bởi pin cho công suất định mức.

Độ sâu xả của pin lithium càng sâu, thời lượng pin càng ngắn.

8. Cắt điện áp

Điện áp chấm dứt được chia thành điện áp chấm dứt sạc và điện áp chấm dứt, có nghĩa là điện áp mà pin không thể tiếp tục sạc hoặc xả. Tiếp tục sạc hoặc xả tại điện áp chấm dứt có tác động đáng kể đến tuổi thọ của pin.

Điện áp kết thúc sạc của pin lithium thường là 4.2V và điện áp chấm dứt xả là 3. 0 V.

Sạc sâu hoặc xả pin lithium ngoài điện áp chấm dứt bị nghiêm cấm.

9. Tốc độ tự xả

Tỷ lệ công suất của pin giảm trong quá trình lưu trữ, được biểu thị bằng phần trăm của việc giảm công suất trên mỗi đơn vị thời gian.

Tỷ lệ tự xả của pin lithium điển hình là 2% đến 9% mỗi tháng.

10. SOC (trạng thái phụ trách)

Đề cập đến tỷ lệ phần trăm của công suất pin còn lại cho tổng lượng năng lượng có thể được thải ra, từ 0 đến 100%. Phản ánh mức pin còn lại.

 

6, đặt tên quy ước cho pin

Các nhà sản xuất khác nhau có các quy ước đặt tên khác nhau, nhưng tất cả các pin Universal đều tuân theo một tiêu chuẩn thống nhất và kích thước của pin có thể được xác định bằng tên của nó.

Theo IEC 61960, các quy tắc cho pin hình trụ và vuông như sau:

1. Pin hình trụ

3 chữ cái theo sau là 5 số.

Ba chữ cái, chữ cái đầu tiên đại diện cho vật liệu điện cực âm, tôi đại diện cho sự hiện diện của các ion lithium tích hợp và L đại diện cho điện cực hợp kim kim loại lithium hoặc lithium; Chữ thứ hai đại diện cho vật liệu điện cực dương, C đại diện cho coban, n đại diện cho niken, m đại diện cho mangan và V đại diện cho vanadi; Chữ thứ ba, R, đại diện cho hình dạng hình trụ.

5 chữ số, 2 chữ số đầu tiên đại diện cho đường kính và 3 chữ số cuối cùng đại diện cho chiều cao, tất cả đều bằng milimet.

2. Pin vuông

3 chữ cái theo sau là 6 số.

Ba chữ cái, chữ cái đầu tiên đại diện cho vật liệu điện cực âm, tôi đại diện cho sự hiện diện của các ion lithium tích hợp và L đại diện cho điện cực hợp kim kim loại lithium hoặc lithium; Chữ thứ hai đại diện cho vật liệu điện cực dương, C đại diện cho coban, n đại diện cho niken, m đại diện cho mangan và V đại diện cho vanadi; Chữ P thứ ba đại diện cho một hình vuông.

6 chữ số, 2 chữ số đầu tiên đại diện cho độ dày, 2 chữ số giữa đại diện cho chiều rộng và 2 chữ số cuối cùng đại diện cho chiều cao (chiều dài), tất cả đều bằng milimét.

Ví dụ, ICR 18650 là pin hình trụ phổ quát với đường kính 18mm và chiều cao 65mm; ICP 053353 là một pin vuông với độ dày 5 mm, chiều rộng 33mm và chiều cao (chiều dài) là 53mm.