1. Разрешение напряжения литий-ионных батарей
(1) Открытое напряжение цепи: относится к напряжению литий-ионной батареи, когда он не находится в рабочем состоянии. В этом состоянии нет тока, протекающего внутри батареи, и его напряжение представлено разностью потенциалов между положительными и отрицательными электродами. Когда аккумулятор полностью заряжен, напряжение открытого круга обычно составляет около 3,7 В и в некоторых случаях может достигать 3,8 В.
(2) Рабочее напряжение: по сравнению с напряжением открытой цепи, это напряжение литий-ионной батареи в рабочем состоянии. В настоящее время через аккумулятор протекает ток, и когда ток проходит через себя, он будет затруднен внутренним сопротивлением, поэтому рабочее напряжение всегда ниже, чем напряжение разомкнутой цепи при полной зарядке.
(3) Напряжение завершения: то есть критическое напряжение, при котором батарея не должна продолжать разряжаться после того, как он разряжается до определенного значения напряжения. Это значение напряжения определяется собственной структурой литий-ионной батареи, а под действием защитной пластины напряжение батареи обычно стабилизируется при 2,95 В при прекращении разряда.
(4) Стандартное напряжение: с принципиального уровня стандартное напряжение также известно как номинальное напряжение, которое является стандартным значением разности потенциалов, генерируемой химической реакцией положительных и отрицательных электродных материалов батареи. Номинальное напряжение литий-ионных батарей составляет 3,7 В, что показывает, что стандартное напряжение на самом деле является рабочим напряжением в стандартном состоянии.
Судя по четырем напряжениям аккумулятора литий-ион, упомянутым ранее, напряжения, участвующие в рабочем состоянии, представляют собой стандартное напряжение и рабочее напряжение; Когда нет в рабочем состоянии, напряжение отражается как напряжение разомкнутой цепи и конечное напряжение. Поскольку химия литий-ионных аккумуляторов повторяется, их необходимо быстро заряжаться, когда напряжение батареи падает до напряжения за прекращение. Если он не будет заряжен в течение длительного времени, это приведет к значительному сокращению срока службы батареи, а в тяжелых случаях его можно даже отменить.
В течение всего процесса разряда кривая напряжения литий-ионной батареи может быть разделена на три этапа:
2. Напряжение литиевых батарей тесно связано с потенциалом электрода положительных и отрицательных электродных материалов батареи
Напряжение литиевых батарей варьируется в зависимости от материала, в основном по следующим причинам:
(1) Влияние химических свойств электродных материалов
Процесс зарядки и разгрузки литийных батарей, по сути, является процессом ионов лития, мигрирующих между положительными и отрицательными электродами, а химические свойства электродных материалов являются основными коэффициентами, которые определяют напряжение батареи. В качестве примера, принимая общие катодные материалы, элемент кобальта в оксиде литий -кобальта (LICOO₂) имеет высокий окислительный потенциал, что облегчает высвобождение ионов лития и выходных электронов при работе. При сочетании с графитовым анодом результирующее напряжение батареи может достигать 3,7 В. Катодный материал лития железа (LifePo₄), поскольку окислительно -восстановительный потенциал железа ниже, чем у кобальта, напряжение батареи, состоящего из графитового анода, обычно стабильно примерно при 3,2 В. Корская причина этой разности напряжений заключается в разнице в распределении и химической структуре электронного облака разных элементов, что, в свою очередь, приводит к различиям в их способности получать и терять электроны и высвобождать ионы лития.
(2) Изменения напряжения, вызванные различиями кристаллической структуры
Влияние кристаллической структуры материала на напряжение лития аккумулятора одинаково важно. Тядные материалы (Li (nicomn) o₂) являются типичными представителями, а три элемента никеля, кобальта и марганца оптимизируют кристаллическую структуру материала посредством синергетического действия, так что диффузионный путь ионов лития является более плавным, а процессы встраивания и побега являются более плавными. При сопоставлении с подходящим отрицательным электродом можно сформировать платформу более высокого напряжения, как правило, между 3,6-3,7 В. Глядя на оксид марганца лития (Limn₂O₄), его шпинельная структура имеет проблему растворения ионов марганца во время зарядки и разгрузки, что будет препятствовать диффузии ионов лития, что приведет к относительно низкому напряжению батареи около 3,0 В. Очевидно, что различия в кристаллической структуре могут значительно повлиять на производительность транспорта литий -ионов в материале, что, в свою очередь, влияет на напряжение батареи.
(3) взаимосвязь между плотностью энергии и напряжением
Существует сильная корреляция между плотностью энергии материала электрода и напряжением аккумулятора. Материалы с высокой плотностью энергии способны хранить больше энергии на единицу массы или объема, что обычно соответствует более высоким напряжениям. Например, с увеличением содержания никеля, плотность энергии материала увеличивается, и напряжение аккумулятора также увеличится. Это не только улучшает общую производительность батареи, но и соответствует некоторым сценариям применения, которые требуют высокой энергии. Тем не менее, ранние литиевые аккумуляторы, из -за их низкой плотности энергии, не могли сохранить достаточно энергии в устройстве, и соответствующее напряжение также было низким, что затрудняет удовлетворение потребностей современного оборудования для высокой энергии и высокого напряжения.
Эйси интеллигентноspecializes in providing one-stop solutions for semi-automatic/fully-automatic assembly lines of lithium battery packs used in ESS, UAV, E-Bike, E-Scooter, Power Tools, Two/Three Wheelers, Etc. In Addition, we provide a complete set of battery pack assembly equipment, such as Cell Grading Machine, Battery Sorting Machine, Insulation Paper Sticking Machine, CCD tester, Manual/Automatic Spot Welding Machine, BMS Tester, Battery Comprehensive Tester and Battery Упаковывать тестовые системы и т. Д.
