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¿Cuál es la diferencia entre una batería de litio y una batería de ión litio?
- Sep 05, 2018 -

Resumen: Las baterías de litio de metal y las baterías de ión de litio son todas baterías de litio, ¿cuál es la diferencia entre las baterías de metal de litio y las baterías de ión de litio? Lo siguiente le dirá en detalle la diferencia entre los dos.

Introducción a la batería de ion litio

Batería de iones de litio: es una batería secundaria (batería recargable) que se basa en iones de litio para moverse entre los electrodos positivos y negativos para funcionar. Durante la carga y la descarga, Li + intercala y desintercala entre los dos electrodos: cuando se carga, Li + se desintercala del electrodo positivo, y el electrolito está incrustado en el electrodo negativo, y el electrodo negativo está en un estado rico en litio;

(1) Electrodo positivo: el material activo es generalmente manganato de litio o óxido de litio cobalto, óxido de litio níquel cobalto manganeso, generalmente se usa bicicleta eléctrica manganato de cobalto níquel (comúnmente conocido como ternario) o ternario + pequeña cantidad de manganato de litio puro El manganato de litio y el fosfato de hierro y litio se desvanecen gradualmente debido a su gran tamaño, bajo rendimiento o alto costo. El fluido del electrodo es una lámina de aluminio electrolítico con un espesor de 10 a 20 μm.

(2) Separador: una película de polímero especialmente formada con una estructura microporosa que permite que los iones de litio pasen libremente sin que pasen los electrones.

(3) Electrodo negativo: el material activo es grafito o carbono de aproximadamente una estructura de grafito, y el colector de corriente conductora usa una lámina de cobre electrolítico con un espesor de 7-15 μm.

(4) Electrólito orgánico: un solvente de carbonato en el que se disuelve hexafluorofosfato de litio, y se utiliza un polímero como electrolito.

caja de la batería: dividida en carcasa de acero (el tipo cuadrado rara vez se usa), carcasa de aluminio, carcasa de hierro niquelado (utilizada en la batería cilíndrica), película de plástico de aluminio (embalaje suave), etc., así como la tapa de la batería, pero también La batería es positiva. Terminal negativo.

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Cómo funcionan las baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio utilizan un material de carbono como electrodo negativo y un compuesto que contiene litio como electrodo positivo. No existe litio metálico, solo iones de litio. Esta es una batería de ion litio. Una batería de iones de litio es un término general para una batería en la que se utiliza un compuesto de intercalación de iones de litio como material de electrodo positivo. El proceso de carga y descarga de una batería de iones de litio es un proceso de intercalación y desintercalación de iones de litio. En el proceso de intercalación y desintercalación de los iones de litio, se acompaña de incrustación y desintercalación de electrones equivalentes con iones de litio (por lo general, el electrodo positivo se representa mediante incrustación o desintercalación, y el electrodo negativo se representa por inserción o desintercalación). Durante la carga y la descarga, los iones de litio se intercalan / desintercalaban y se insertan / desentrelazan entre los electrodos positivo y negativo, y se los conoce como "baterías de sillas mecedoras".

Cuando la batería está cargada, se generan iones de litio en el electrodo positivo de la batería, y los iones de litio generados se mueven al electrodo negativo a través del electrolito. El carbono como electrodo negativo tiene una estructura en capas y tiene muchos microporos. Los iones de litio que llegan al electrodo negativo están incrustados en los microporos de la capa de carbono, y mientras más iones de litio estén incrustados, mayor será la capacidad de carga. De manera similar, cuando se descarga la batería (es decir, el proceso que usamos), los iones de litio incrustados en la capa de carbono del electrodo negativo salen y regresan al electrodo positivo. Mientras más iones de litio regresen al electrodo positivo, mayor será la capacidad de descarga.

En general, la corriente de carga de la batería de litio se establece entre 0.2C y 1C. Cuanto mayor sea la corriente, más rápida será la carga y mayor será el calor de la batería. Además, la carga de corriente excesiva, la capacidad no está completa, porque la reacción electroquímica dentro de la batería lleva tiempo. Al igual que servir cerveza, si es demasiado rápido, producirá burbujas, pero no estará lleno.

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Ventajas de la batería de ion litio.

1) alto voltaje

El voltaje de operación de la celda única es tan alto como 3.7-3.8V (3.2V para fosfato de litio y hierro), que es tres veces mayor que el de las baterías de Ni-Cd y Ni-MH.

2) Más grande que la energía

La energía específica real que se puede lograr es de aproximadamente 555Wh / kg, es decir, el material puede alcanzar una capacidad específica de 150 mAh / go más (3–4 veces Ni-Cd, 2--3 veces Ni-MH) , que se acerca a su teoria. Un valor de alrededor del 88%.

3) ciclo de vida largo

En general, puede alcanzar más de 500 veces, o incluso más de 1000 veces, y el fosfato de hierro y litio puede llegar a más de 2000 veces. Para pequeños dispositivos de descarga de corriente, la vida útil de la batería duplicará la competitividad del dispositivo.

4) Buen rendimiento de seguridad

Sin contaminación, sin efecto memoria. Como una batería de litio predecesora de ion de litio, el litio metálico puede formar dendritas, lo que reduce su aplicación: el ion de litio no contiene elementos dañinos para el medio ambiente como el cadmio, el plomo y el mercurio: algunos procesos (como la sinterización) Uno de los principales Las desventajas de las baterías de Ni-Cd es el "efecto memoria", que restringe severamente el uso de baterías, pero el Li-ion no tiene este problema en absoluto.

5) autodescarga pequeña

La tasa de autodescarga del almacenamiento de Li-ion a plena temperatura durante 1 mes es aproximadamente del 2%, que es mucho más baja que el 25-30% de Ni-Cd y el 30-35% de Ni-MH.

6) carga rápida

La capacidad de carga de 1C puede alcanzar más del 80% de la capacidad nominal en 30 minutos, y la batería de ferrofósforo se puede cargar hasta el 90% de la capacidad nominal en 10 minutos.

7) temperatura de trabajo

La temperatura de operación es de -25 a 45 ° C. Con la mejora del electrolito y el electrodo positivo, se espera que se amplíe a -40 a 70 ° C.

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Desventajas de la batería de ion litio

Envejecimiento

A diferencia de otras baterías recargables, la capacidad de una batería de iones de litio disminuirá lentamente, según el número de usos y la temperatura. Este fenómeno de descomposición se puede expresar como una disminución de la capacidad o como un aumento de la resistencia interna.

Índice de recuperación

Aproximadamente el 1% de los nuevos productos deben ser reciclados por varias razones.

Sobrecarga intolerante

Cuando se sobrecarga, los iones de litio excesivamente incrustados se fijan permanentemente en la red cristalina y ya no se pueden liberar, lo que da como resultado una batería de corta duración.

Intolerancia

Durante la descarga excesiva, el electrodo desintercala demasiado iones de litio, lo que puede ocasionar que la red se colapse y acorte la vida útil.

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Batería de litio de metal

La batería de litio es un tipo de batería de almacenamiento de energía que utiliza litio metálico como electrodo. Su energía específica es muy alta. Se dividió en batería desechable y batería de litio recargable en la etapa inicial. Sin embargo, después del accidente de la batería de litio recargable, rara vez se ve en el mercado civil. Batería de litio recargable. Las baterías recargables de iones de litio realmente utilizan la diferencia en la concentración de iones de litio para el almacenamiento y la descarga de energía, y no hay metal litio en la batería.

La batería de litio de metal tiene el mismo principio que la batería seca normal. Utiliza metal litio como electrodo para generar energía eléctrica a través de la corrosión u oxidación del metal litio. Cuando se usa, se desecha y no se puede cargar.

La diferencia entre la batería de litio metálica y la batería de ion litio.

La principal diferencia es que la batería de metal de litio es una batería desechable y la batería de ión de litio es una batería recargable. El principio de la batería de litio de metal es el mismo que el de una batería seca normal. Utiliza el litio metálico como electrodo para generar energía eléctrica a través de la corrosión u oxidación del litio metálico. Cuando se usa, se desecha y no se puede cargar; La batería de ion litio generalmente utiliza óxido de cobalto de litio como electrodo positivo. El carbón se usa como electrodo negativo, y el electrolito se llena en el medio para formar un pasaje libre de iones, y el separador se usa para separar los electrodos positivo y negativo para evitar cortocircuitos. Durante la carga, los iones de litio migran del cobalto de litio debido al campo eléctrico, y pasan a través de los poros en el separador en la solución electrohidráulica, alcanzan el electrodo negativo y reaccionan con el carbono para formar carburo de litio; en contraste, el ion litio vuelve al electrodo positivo. Es el proceso de carga y descarga de una batería de ion litio.


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