Estructura y temperatura extrema Introducción de baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio son un tipo de batería recargable que se usa comúnmente en dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos y son cada vez más populares en aplicaciones militares y aeroespaciales.

En la batería, los iones de litio se mueven desde el electrodo negativo a través del electrolito hasta el electrodo positivo durante la descarga y de regreso durante la carga. Las baterías de iones de litio utilizan compuestos de litio incrustados como material de electrodo positivo, y el grafito se usa típicamente como material de electrodo negativo. La batería tiene alta densidad de energía, sin efecto de memoria (excepto las baterías LFP) y baja autodescarga.

Los diferentes tipos de baterías de iones de litio tienen diferentes características químicas, de rendimiento, de costo y de seguridad

Los productos electrónicos portátiles utilizan principalmente Baterías de polímero de litio (con un gel de polímero como electrolito), material de cátodo LiCoO2 y ánodo de grafito, lo que proporciona una alta densidad de energía. El fosfato de hierro de litio, el óxido de manganeso de litio y el óxido de cobalto de manganeso de níquel y litio pueden proporcionar una vida útil más larga y una mejor capacidad de velocidad. Tales baterías son ampliamente utilizadas en herramientas eléctricas, dispositivos médicos y otras funciones. Haga clic aquí paraFabricantes de baterías de iones de litio personalizados...

La investigación sobre baterías de iones de litio incluye prolongar la vida útil, aumentar la densidad de energía, mejorar la seguridad, reducir los costos y aumentar la velocidad de carga. Se está llevando a cabo una investigación en el campo de los electrolitos no inflamables basada en la inflamabilidad y la volatilidad de los disolventes orgánicos que se utilizan típicamente en los electrolitos como un medio para mejorar la seguridad. Las estrategias incluyen baterías acuosas de iones de litio, electrolitos sólidos cerámicos, electrolitos poliméricos, líquidos iónicos y sistemas perfluorados.

Estructura de las baterías de iones de litio

Los tres componentes funcionales primarios de una batería de iones de litio son el electrodo positivo, el electrodo negativo y el electrolito. Típicamente, el electrodo negativo de una batería de iones de litio convencional está hecho de carbono. El electrodo positivo es típicamente un óxido de metal. El electrolito es una sal de litio en un disolvente orgánico. La acción electroquímica del electrodo se invierte entre el ánodo y el cátodo dependiendo de la dirección del flujo de corriente a través de la batería.

El ánodo comercial (electrodo negativo) más utilizado es el grafito, que tiene una capacidad de XXX mAh/g en su estado LiC6 completamente litiado. El electrodo positivo es generalmente uno de los tres materiales: óxido en capas (como LiCoO2), polianión (como fosfato de litio y hierro) o espinela (como óxido de litio y manganeso). Recientemente, los electrodos de grafeno también se han utilizado como componentes de los electrodos de la batería de iones de litio.

El electrolito es típicamente una Mezcla de ésteres de carbonato orgánico, tales como complejos de iones de litio de carbonato de etileno o carbonato de dietileno. Estos electrolitos no acuosos suelen utilizar sales aniónicas no coordinantes, como hexafluorofosfato de litio (LiPF6), Monohidrato de hexafluoroarseniato de litio, perclorato de litio, tetrafluoroborato de litio y trifluorometanosulfonato de litio.

Temperaturas extremas para baterías de iones de litio

El límite de temperatura de carga paraBaterías de litio a granelEs más estricto que el límite operativo. La química de iones de litio funciona bien a altas temperaturas, pero la exposición prolongada a altas temperaturas acortará la vida útil de la batería.

Las baterías de iones de litio proporcionan un buen rendimiento de carga a temperaturas más frías e incluso pueden cargarse rápidamente dentro del rango de temperatura de 5-45 ° C. La carga debe realizarse dentro de este rango de temperatura. Es posible cargar a temperaturas entre 0 y 5 ° C, pero se debe reducir la corriente de carga. Las altas temperaturas pueden ser beneficiosas durante la carga a baja temperatura debido a la resistencia interna de la batería. La carga a una temperatura demasiado alta puede causar la degradación de la batería, y la carga a temperaturas superiores a 45 ° C reducirá el rendimiento de la batería, mientras que a temperaturas más bajas la resistencia interna de la batería puede aumentar, lo que lleva a una velocidad de carga más lenta y un tiempo de carga más largo.

Las baterías de iones de litio de grado de consumo no deben cargarse a temperaturas inferiores a 0 ° C. Aunque el paquete de baterías puede parecer que se está cargando normalmente, el electrodo negativo puede experimentar un revestimiento de litio metálico durante la carga a baja temperatura, que puede no ser extraíble incluso con ciclos repetidos. Por razones de seguridad, la mayoría de los dispositivos equipados con baterías de iones de litio no permiten la carga fuera del rango de 0-45 °C, excepto los teléfonos móviles que pueden permitir una cierta cantidad de carga al detectar una llamada de emergencia en curso.

También te puede gustar:

36V batería de la carretilla elevadora para la venta

Batería de carretilla elevadora de 24 voltios en venta

Paquete de batería personalizada EV

Batería de litio del camión

Módulo de batería VDA