Begrip snel van Kenmerken en Parameters van Zes Gemeenschappelijke Lithiumbatterijen (3/6)

De macht wordt gelost bij stroom 20-30A met gematigde hitteaccumulatie. De ladingsimpulsen tot 50A1-seconden kunnen ook worden toegepast. De ononderbroken hoge lading bij deze stroom zal leiden tot hitteaccumulatie, en de temperatuur van de batterij zou geen 80 C (176 F) moeten overschrijden. Het lithiummanganaat wordt gebruikt in elektrische gereedschappen, medische apparaten, en hybride en zuivere elektrische voertuigen.

 

Figuur 4 illustreert de vorming van een driedimensioneel kristalskelet op de kathode van een batterij van het lithiummanganaat. De spinel structuur is gewoonlijk samengesteld uit een ruitvormige vorm die met het rooster wordt verbonden, en komt gewoonlijk na de vorming van batterijen voor.

 

Figuur 4: De structuur van het lithiummanganaat. De kristallisatie van de kathode van het lithiummanganaat heeft een driedimensionele skeletstructuur die na vorming wordt gevormd. De spinel verstrekt lage weerstand maar lagere specifieke energie dan lithiumkobalt.

 

De capaciteit van lithiummanganaat is over één derde lager dan dat van lithiumkobalt. De ontwerpflexibiliteit staat ingenieurs toe verkiezen om levensduur batterij te maximaliseren, of maximumladingsstroom (specifieke macht) of capaciteit (specifieke energie) te verbeteren. Bijvoorbeeld, heeft de versie met lange levensuur van batterij 18650 een gematigde capaciteit van mAh slechts 1.100, terwijl de versie met hoge capaciteit een gematigde capaciteit van mAh 1.500 heeft. Figuur 5 toont een spindiagram van een typische batterij van het lithiummanganaat. Deze kenmerkende parameters niet schijnen ideaal, maar het nieuwe ontwerp verbetert in macht, veiligheid en het leven. De zuivere batterijen van het lithiummanganaat zijn niet meer vandaag gemeenschappelijk; zij worden slechts gebruikt in bijzondere situaties.

Fig. 5: Spindiagram van de zuivere batterij van het lithiummanganaat.

Ondanks zijn algemene prestaties, kan het nieuwe ontwerp van het lithiummanganaat macht, veiligheid en het leven verbeteren.

Het meeste lithiummanganaat wordt gemengd met het oxyde van het het mangaankobalt van het lithiumnikkel (NMC) om specifieke energie te verhogen en het leven te verlengen. Deze combinatie brengt de beste prestaties van elk systeem, en de meeste elektrische voertuigen, zoals Nissan-Blad, Chevrolet Volt en BMW i3, gebruik LMO (NMC). Het LMO-deel van de batterij kan over 30% bereiken en hogere stroom verstrekken bij versnelling, terwijl het NMC-deel een lange afstand verstrekt.

 

 

De lithium-ionenbatterijen neigen om lithiummanganaat met kobalt, nikkel, mangaan en/of aluminium als actieve kathodematerialen te combineren. In sommige architectuur, wordt een kleine hoeveelheid silicium toegevoegd aan de anode. Dit verstrekt een 25%-capaciteitsverhoging; nochtans, aangezien het silicium zich uitbreidt en tijdens het laden en het lossen krimpt, veroorzaakt het mechanische spanning, die gewoonlijk nauw verwant aan het korte cyclusleven is.

 

 

Deze drie soorten actieve metalen en siliciumversterking kunnen gemakshalve worden geselecteerd om specifieke energie (capaciteit), specifieke macht (ladingscapaciteit) of het leven te verbeteren. De batterijen van de consument vergen grote capaciteit, terwijl de industriële toepassingen batterijsystemen vergen, die goede ladingscapaciteit hebben, met lange levensuur en de veilige en betrouwbare diensten verlenen.

 

 

Samenvattende tabel

Het oxyde van het lithiummanganaat: LiMn2O4 kathode, grafietanode;

Afkorting: LMO of Li-Mn (spinel structuur) sinds 1996

3.70V (3.80V) 3.0-4.2V-Voltage3.70v (3.80V) nominale waarde; Typische werkende waaier 3.0-4.2V/battery

Specifieke energie (capaciteit) 100-150 Wh/kg

Het laden van (c-tarief) typische waarde is 0.7-1C, is de maximumwaarde 3C, ladend aan 4.20V (de meeste batterijen)

Lossing (c-tarief) 1C; Sommige batterijen kunnen 10C, 30C-impuls (5s) bereiken, afgesneden 2.50V.

Het cyclusleven 300-700 (afhankelijk van Diepte van Lossing en Temperatuur)

De typische waarde van thermische vluchteling is 250 graden van C (482 graden van F). De hoge last bevordert thermische vluchteling

 Toepassing van Elektrische gereedschappen, Medische apparatuur, Electric Power-Transmissiesysteem

 Nota's: Hoge macht maar lage capaciteit; veiliger dan lithiumkobalt; gewoonlijk gemengd met NMC om prestaties te verbeteren.