Compréhension rapide des caractéristiques et paramètres de six batteries au lithium communes (1/6)

Nous parlons souvent des batteries au lithium ternaires ou des batteries de fer-lithium, qui sont baptisées du nom des batteries au lithium selon les matériaux actifs positifs. En ce document, six types communs de batteries au lithium et leurs paramètres d'optimisation du traitement principaux sont récapitulés. Comme nous le savons, les paramètres spécifiques de la même ligne de technologie ne sont pas exactement identiques. Ce document montre le niveau général des paramètres actuels. Six genres de batteries au lithium incluent : oxyde de cobalt de lithium (LiCoO 2), manganate de lithium (LiMnO 4), manganate de cobalt de nickel de lithium (LiNiMnCoO 2 ou NMC), aluminate de cobalt de nickel de lithium (LiNiCoAlO 2 ou NCA), phosphate de fer de lithium (LiFePO4), titanate de lithium (Li4Ti5O12

Oxyde de cobalt de lithium

Son énergie spécifique élevée fait à oxyde de cobalt de lithium un choix populaire pour des téléphones portables, des ordinateurs portables et des appareils photo numériques. La batterie se compose de la cathode à oxyde de cobalt et de l'anode de carbone de graphite. La cathode a une structure posée. Pendant la décharge, les ions de lithium se déplacent de l'anode à la cathode, alors que les écoulements de processus de remplissage dans la direction opposée. La structure est montrée sur le schéma 1.

Le schéma 1 : Structure d'oxyde de cobalt de lithium

La cathode a une structure posée. Pendant la décharge, les ions de lithium se déplacent de l'anode à la cathode, et découlent de la cathode dans l'anode pendant le remplissage. Les inconvénients du cobalt de lithium sont relativement vie courte, basse stabilité thermique et capacité de charge limitée (puissance spécifique). Comme d'autres batteries lithium-ion cobalt-mélangées, l'oxyde de cobalt de lithium utilise l'anode de graphite. Sa vie de cycle est principalement limitée par l'interface solide (SEI) d'électrolyte, qui est principalement manifestée dans l'épaississement progressif du film de SEI et le problème d'électrodéposition de lithium pendant le rapid chargeant ou chargeant à basse température. Le système matériel plus nouveau ajoute le nickel, le manganèse et/ou l'aluminium pour améliorer la durée de vie, capacité de charge et pour réduire des coûts.

L'oxyde de cobalt de lithium ne devrait pas être chargé et déchargé aux courants au-dessus de la capacité. Ceci signifie que 18650 batteries avec 2 400 heure-milliampère peuvent seulement être chargées et déchargées à inférieur ou égal à 2 400 mA. Le remplissage ou l'application rapide obligatoire des charges plus haut que 2400mA mènera à l'effort de surchauffe et de surcharge. Afin d'obtenir la meilleure vitesse de remplissage rapide, le fabricant recommande un taux de remplissage de 0.8C ou d'environ 2 000 mA. Le circuit de protection de batterie limite le taux de remplissage et de décharge de l'unité d'énergie à un niveau sûr environ de 1C.

Diagramme hexagonal d'araignée (le schéma 2) récapitule la représentation du cobalt de lithium dans l'énergie spécifique ou en rapport avec la capacité à l'opération ; puissance spécifique ou capacité de fournir le grand courant ; sécurité ; représentation dans des environnements de la température de ciel et terre ; la vie comprenant la vie de calendrier et de cycle ; caractéristiques de coût. D'autres caractéristiques importantes non montrées dans le diagramme d'araignée incluent la toxicité, la capacité de remplissage rapide, la décharge spontanée et la durée de conservation.

Le schéma 2 : Diagramme d'araignée des batteries moyennes de cobalt de lithium.

Le cobalt de lithium a l'excellente représentation dans l'énergie spécifique élevée, mais il peut seulement fournir la représentation générale dans des caractéristiques de puissance, la sécurité et la vie de cycle.