Compréhension rapide des caractéristiques et paramètres de six batteries au lithium communes (3/6)
March 11, 2019
LiMn2O4
Des batteries à spinelle de manganate de lithium ont été la première fois rapportées en 1983. En 1996, la compagnie d'énergie de Moli a commercialisé des batteries lithium-ion utilisant le manganate de lithium comme matériel de cathode. La structure forme une structure à spinelle tridimensionnelle, qui peut améliorer l'écoulement d'ion sur l'électrode, réduisant la résistance interne et améliorant de ce fait la capacité de chargement actuelle. Un autre avantage de spinelle est sa stabilité thermique et sécurité élevées, mais sa vie de cycle et de calendrier sont limitée.
La puissance est déchargée au courant 20-30A avec l'accumulation de la chaleur modérée. La charge palpite jusqu'à 50A1 que les secondes peuvent également être appliquées. La charge élevée continue à ce courant mènera pour chauffer l'accumulation, et la température de la batterie ne devrait pas dépasser 80 C (176 F). Le manganate de lithium est employé dans les outils électriques, les dispositifs médicaux, et des véhicules électriques hybrides et purs.
Le schéma 4 montre la formation d'un squelette en cristal tridimensionnel sur la cathode d'une batterie de manganate de lithium. La structure à spinelle se compose habituellement de forme rhombique reliée au trellis, et se produit habituellement après la formation des batteries.
La plupart de manganate de lithium est mélangé à de l'oxyde de cobalt de manganèse de nickel de lithium (NMC) pour augmenter l'énergie spécifique et pour prolonger la vie. Cette combinaison apporte la meilleure représentation de chaque système, et la plupart des véhicules électriques, tels que la feuille de Nissan, le Chevrolet Volt et le BMW i3, l'utilisation LMO (NMC). La pièce de LMO de la batterie peut atteindre environ 30% et fournir plus à forte intensité à l'accélération, alors que la pièce de NMC fournit un long terme.
Les batteries lithium-ion tendent à combiner le manganate de lithium avec du cobalt, le nickel, le manganèse et/ou l'aluminium en tant que matériaux actifs de cathode. Dans quelques architectures, un peu de silicium est ajouté à l'anode. Ceci fournit une augmentation de capacité de 25% ; cependant, pendant que le silicium augmente et se rétrécit pendant le remplissage et la décharge, il cause l'effort mécanique, qui habituellement est étroitement lié à la vie de cycle courte.
Ces trois genres de métaux actifs et de renfort de silicium peuvent être commodément choisis pour améliorer l'énergie spécifique (capacité), la puissance spécifique (capacité de charge) ou la vie. Les batteries du consommateur ont besoin de grande capacité, alors que les applications industrielles ont besoin des installations de batterie, qui ont la bonne capacité de charge, longue durée et fournissent des services sûrs et fiables.
Tableau synoptique
Oxyde de manganate de lithium : LiMn2O4 cathode, anode de graphite ;
Abréviation : LMO ou Li-manganèse (structure à spinelle) depuis 1996
3.0-4.2V valeur nominale de la tension 3.70V (3.80V) 3.70V (3.80V) ; Plage de fonctionnement typique 3.0-4.2V/battery
Énergie spécifique (capacité) 100-150 Wh/kg
(Taux de C) la valeur typique de remplissage est 0.7-1C, valeur maximale est 3C, chargeant à 4.20V (la plupart des batteries)
Décharge (taux de C) 1C ; Quelques batteries peuvent atteindre 10C, l'impulsion 30C (5s), la coupure 2.50V.
La vie de cycle 300-700 (selon la profondeur de la décharge et de la température)
La valeur typique de l'emballement thermique est de 250 degrés de C (482 degrés de F). La charge élevée favorise l'emballement thermique
Application des outils électriques, matériel médical, système de transmission d'Electric Power
Notes : Puissance élevée mais basse capacité ; plus sûr que le cobalt de lithium ; habituellement mélangé à NMC pour améliorer la représentation.