Basis desain baterei lithium-ion
Prinsip Desain dhasar
Desain baterei kudu adhedhasar kabutuhan khusus piranti listrik lan karakteristikbatereidhewe. Kaping pisanan, paramèter teknis saben komponen, kalebu elektroda, elektrolit, pemisah, lan casing, kudu ditetepake kanthi jelas. Salajengipun, paramèter proses manufaktur kudu diatur kanthi apik kanggo mesthekake yen paket baterei pungkasan cocog karo spesifikasi lan indikator kinerja sing wis ditemtokake (kayata voltase, kapasitas, lan volume). A desain cukup lan efektif iku wigati kanggo nambah kinerja baterei ing nggunakake nyata; mulane, nggayuh solusi optimal ing saindhenging proses desain iku utamané penting.
Requirements Desain
Ing desain baterei, penting kanggo ngerti syarat spesifik piranti target kanggo paramèter kinerja baterei lan lingkungan operasi. Umumé, faktor utama ing ngisor iki kudu dianggep:
(1) Tegangan operasi baterei.
(2) Arus operasi baterei, yaiku, arus discharge normal lan arus puncak.
(3) Wektu operasi baterei, kalebu wektu discharge terus, urip layanan, utawa urip siklus.
(4) Lingkungan operasi baterei, kalebu suhu sekitar, lsp.
(5) Volume baterei maksimum sing diidinake.
Baterei Lithium-digunakake akeh amarga kinerjane apik banget. Nanging, ing aplikasi tartamtu, kudu nyukupi sawetara syarat tambahan, kayata tahan guncangan lan geter, adaptasi karo suhu sing ekstrem, lan operasi ing lingkungan tekanan -rendhek. Nalika ngrancang baterei iki, saliyane kanggo nimbang ciri fisik dhasar iki, perlu kanggo nimbang lengkap faktor kayata pilihan saka bahan baku, faktor kunci nemtokake karakteristik baterei, kinerja sakabèhé, proses manufaktur, biaya -analisis keuntungan, lan suhu operasi.
Indikator utama kanggo ngevaluasi kinerja baterei daya
Kinerja baterei umume dievaluasi liwat aspek ing ngisor iki:
1) Kapasitas
Kapasitas baterei nuduhake jumlah total listrik sing bisa disedhiyakake baterei ing kondisi ngeculake tartamtu. Konsep iki biasane dituduhake minangka produk saka saiki lan wektu, lan umume diukur ing ampere -jam (Ah). Parameter iki langsung mengaruhi arus operasi maksimum baterei lan durasi operasi terus-terusan.
2) Karakteristik Discharge lan Resistance Internal
Karakteristik ngeculake baterei nggambarake stabilitas voltase output, dataran tinggi voltase, lan -kinerja mbuwang saiki dhuwur ing kahanan tartamtu. Iki minangka indikator penting kanggo ngukur kapasitas muatan baterei. Kajaba iku, ana rong jinis resistensi ing baterei: resistensi internal ohmic lan resistensi internal polarisasi. Rong jinis resistensi internal iki nduwe pengaruh sing signifikan marang kinerja luapan sakabèhé sajrone debit saiki dhuwur-.
3) Kisaran Suhu Operasi
Kanggo mesthekake operasi stabil peralatan listrik ing macem-macem kahanan lingkungan, baterei kudu njaga kinerja apik ing sawetara suhu tartamtu.
4) Kinerja Panyimpenan
Sawise sawetara wektu panyimpenan, kinerja baterei bisa owah amarga macem-macem faktor, sing ndadékaké boros listrik, bocor elektrolit, sirkuit cendhak, lsp., saéngga mengaruhi kinerja.
5) Kinerja Siklus
Kinerja siklus nuduhake jumlah siklus pangisian daya -siklus pangisi daya baterei sekunder sing bisa ditahan miturut aturan pangisian daya tartamtu-nganti kinerjane mudhun menyang tingkat sing wis ditemtokake. Iki minangka salah sawijining pratondho penting kanggo ngevaluasi-kapercayan jangka panjang baterei.
6) Karakteristik safety
Keamanan baterei utamane dibayangke ing tingkat safety ing kahanan panggunaan sing ora normal. Kahanan panggunaan sing ora normal iki kalebu ngisi daya sing berlebihan, sirkuit cendhak, tes penetrasi kuku, tes remuk, paparan kothak panas, dampak obyek abot, lan getaran. Kapabilitas baterei kanggo nahan kahanan sing ekstrim iki minangka salah sawijining faktor utama kanggo nemtokake kecocokan kanggo aplikasi skala gedhe -.
Peralatan kanggo nyiapake lan karakterisasi bahan elektroda positif lan negatif
persiapan
Bahan elektroda positif lan negatif minangka komponen utama baterei lithium-, kayata elektroda positif kaya LFePO4 utawa LiCoO2, lan elektroda negatif kaya grafit utawa silikon/karbon. Bahan sing beda mbutuhake cara persiapan sing beda. Bagean iki nggunakake bahan elektroda positif ternary minangka conto kanggo ngenalake peralatan sing dibutuhake ing proses persiapan.
Penokohan
Bahan utama baterei lithium-, kayata bahan elektroda positif lan negatif, yaiku kabeh bahan fungsional elektrokimia sing nduwe pengaruh signifikan marang kinerja elektrokimia baterei lithium-ion. Ana relatif akeh pratondho technical kanggo nimbang sak produksi materi lan pembangunan, uga Manufaktur baterei lan aplikasi, nanging padha utamané tiba ing telung kategori: kategori pisanan struktur kristal materi lan microstructure; kategori kapindho yaiku indikator fisikokimia materi, kalebu distribusi ukuran partikel, area lumahing spesifik, kapadhetan tap, lan komposisi unsur (kalebu impurities); lan kategori katelu yaiku karakteristik kinerja elektrokimia materi, kayata kapasitas, efisiensi awal, lan impedansi elektrokimia. Deteksi lan karakterisasi macem-macem indikator bahan utama baterei lithium-ion penting banget kanggo riset lan pangembangan materi, kontrol produksi, lan jaminan kualitas.
Piranti manufaktur baterei lithium-ion tombol
Sèl koin, uga dikenal minangka sel tombol utawa sel setengah -, biasane nggunakake logam litium minangka elektroda negatif lan materi elektroda positif minangka elektroda positif; utawa logam lithium minangka elektroda positif lan materi elektroda negatif minangka elektroda negatif. Ukurane cilik, konsumsi bahan sing sithik ing fabrikasi elektroda, lan keluwesan sing dhuwur ndadekake piranti iki penting kanggo ngembangake lan nguji bahan aktif kanggo baterei lithium-ion.
Ing tataran fabrikasi elektroda, bahan lan reagen sing dibutuhake kalebu bahan elektroda positif lan negatif, agen konduktif, binder, lan kolektor saiki. Kaping pisanan, bahan aktif elektroda positif lan negatif, agen konduktif, lan pengikat seragam dicampur ing rasio tartamtu kanthi nggunakake grinding manual utawa homogenisasi mekanik. Banjur, slurry sing diasilake dilapisi menyang kolektor saiki sing cocog. Ing lapisan laboratorium, metode lapisan ditemtokake adhedhasar jumlah slurry. Kanggo slurries luwih gedhe, mesin lapisan cilik digunakake (Gambar (a)); kanggo slurries sing luwih cilik, piranti pembentuk film -digunakake kanggo lapisan manual (Gambar (b)). Elektroda banjur dikeringake ing oven pangatusan lan dipadhetke kanthi roller pressing. Slicing yaiku proses nglereni elektroda kanthi akurat dadi potongan bunder. Umumé, rol-elektroda sing ditekan dijepit ing antarane kertas timbangan lan dilebokake ing mesin pukulan supaya cepet ngetokake potongan elektroda cilik. Ing diameteripun saka bêsik elektroda cilik bisa diatur dening ukuran die punching saka mesin punching.
