Napi Karakteristik Litium-on Baterai?
Kapasitas lan Angkatan Elektromotif Litium-on Bahan Baterai
Selami muatan - Reaksi pembuangan litium-on baterai, wantah bahan aktif elektroda positif lan negatif sane ngamargiang litium-on reaksi interkalasi/deininininininininininininininkinsisi, nanging elektrolit lan bahan sane lianan nenten kaanggen. Punika mawinan, potensi bahan elektroda positif lan negatif sane kabalikang interkala/deininininininininininksik ion ion ion sane nentuang tegangan sirkuit sane mabuka, lan jumlah ion litium sane interkalasi/deininterkalasi nentuang kapasitas bahan aktif. Akeh litium-on produsen baterai lan litium-on pemasok baterai ngandelang karakteristik material puniki mangda ngamolihang produksi massal sane stabil lan kinerja produk sane konsisten.
Antuk elektroda negatif, reaksi punika mamargi manut Persamaan (1.2). Per mol karbon (12g), maksimal 1/6 mol ion litium prasida kainterkalasi. Punika mawinan, kapasitas spesifik teoritis bahan elektroda negatif karbon inggih punika .
1/6(mol) ×96485(pertahanan day, C/mol)/12(g){4}
Ring kawigunan sarahina, matetimbang ilang litium santukan adsorpsi lan pawentukan film interfase elektrolit padat (SEI), kapasitas spesifik bahan karbon sane prasida kapolihang inggih punika 300-345 mA·h/g. Pemasok litium-on pak baterai ngamolihang tingkat puniki malarapan antuk rumusan grafit sane kaoptimalkan lan proses lapisan sane tepat.
Antuk bahan elektroda positif, kapasitasnyane gumantung ring akehnyane ion litium sane prasida kaekstraksi/kaciptayang. Ngambil LiCoO2 pinaka imba, ngantos 1 mol ion litium per mol LiCoO2 prasida nyarengin reaksi. Punika mawinan, kapasitas teoritis LiCoO2 (pisesa molekul relatif 97,86) inggih punika
1(mol)×96485(C/mol)/97,86(g){3}C/g{4}(mA·h/g) (1,6)
Ring praktiknyane, anggen miara stabilitas kristal bahan LiCoO – umumnyane wantah 30%-60% saking ion litium sane nyarengin reaksi. Punika mawinan, kapasitas spesifik sane sujati saking bahan LiCoO2 inggih punika 137-164 mA·h/g. Lithium sane utama{-on baterai OEM ngontrol dalem muatan lan debit malarapan antuk BMS lanjutan mangda prasida maksimal masa siklus sinambi mastikayang keamanan.
Antuk lithium besi fosfat, 1 mol ion litium per mol litium besi fosfat prasida jangkep nyarengin reaksi. Punika mawinan, kapasitas teoritis lan aktual sane aktual saking bahan litium besi fosfat (massa molekul relatif 157,8) inggih punika
1(mol)×96485(C/mol)/157,8(g){3}C/g{4}(mA·h/g) (1,7)
Ring alam, potensi redoks standar Li/Li+ inggih punika sane pinih andap, ngantos -3,04 V (vs. elektroda hidrogen standar). Antuk bahan elektroda negatif karbon, potensi ekstraksi litium-ion lan sisipan nampek ring potensi keseimbangan Li/Li⁺. Manut teori elektrokimia, ring suhu kamar, potensi elektroda E saking elektroda negatif karbon inggih punika
E {{0} E derajat + 0.02567 · ln[C(Liú)/C(Li,C₆)] (1,8)
dija
E derajat - potensi elektroda standar;
C(Liú) {{0} konsentrasi ion litium ring larutan elektrolit;
C(Li,C₆) - konsentrasi ion litium ring karbon elektroda negatif.
Rikala konsentrasi ion litium ring larutan miwah ring karbon elektroda negatif nampek, potensi elektroda elektroda negatif pateh sareng tingkat potensial reduksi standar E . Katahan, konsentrasi ion litium ring elektrolit punika tetep, dadosnyane pauwahan konsentrasi ion litium ring karbon elektroda negatif pacang ngawinang pauwahan ring potensi elektroda negatif. Sane mangkin durung wenten metode universal anggen ngitung potensi keseimbangan sane tepat saking Li/C2 antuk nilai x sane mabinayan. Puniki katah sampun katentuang antuk eksperimen. Eksperimen nyihnayang indik potensi delithiasi saking bahan madasar antuk grafit{4}} umumnyane mabinayan pantaraning 0-0,4 V (vs. Li/Li+), sane ngawinang ipun bahan elektroda negatif sane relatif cocok anggen aplikasi. Gambar 1.2 nyihnayang muatan khas-scharge kurva karakteristik elektroda negatif grafit.
Antuk bahan elektroda positif LiCoO2, proses interkalasi/deinininininininininininininininininininininininininininkjabasian litium inggih punika tunggal- Reaksi fase. Santukan konsentrasi ion litium ring bahan elektroda positif mauwah, potensi elektroda positif taler mauwah. Mapaiketan sareng konsentrasi ion litium ring elektrolit inggih punika 1 mol/L, antuk reaksi ring Persamaan (1.1), potensi elektroda positif E inggih punika
E {{0} E derajat + 0.02567 · ln[C(Li⁺,KoO2)/C(LiCoO2)] (1,9)
dija
E derajat - potensi elektroda standar;
C(LiCoO2) - konsentrasi LiCoO – ring bahan elektroda positif;
C(Li+,CoO2) - konsentrasi Li+ lan CoO – ring bahan elektroda positif;
Santukan ion litium kaekstraksi, potensi elektroda positif nyihnayang tren sane tedun.
Lisensi-scharge proses bahan litium besi fosfat inggih punika konversi saking litium besi fosfat dados besi fosfat sesampun delitiasi.
Reaksi ring elektroda fosfat besi litium inggih punika
LiFePO₄₄
Proses interkalasi/{0}}on/deinininterkalasinyane inggih punika kalih- Reaksi fase. Punika mawinan, pauwahan konsentrasi ion litium ring bahan elektroda positif nenten ngawinang pauwahan potensial elektroda positif. Potensi keseimbangannyane inggih punika
E {{0} E derajat + 0.02567 · ln[C(FePO2)/C(LiFePO₄)] (1,11)
Konsentrasi padatan murni inggih punika 1. Madasar antuk parameter termodinamisnyane, potensi keseimbangan teoritis inggih punika 3,4 V.
Muatan khas-scharge kurva karakteristik litium besi fosfat kacihnayang ring Gambar 1.3.
Kacirian Kinerja Litium-on Baterai
Kabandingang sareng baterai sane lianan, baterai litium-on madue karakteristik sekadi ring sor puniki sane sampun kaakuin olih akeh olih distributor baterai litium-ion lan klien industri:
Kepadatan energi sane tegeh.Kepadatan energi ring baterai litium-on ngantos 100 W·h/kg lan 200 W·h/L utawi lebih. Baterai katoda terlar anyar sampun ngamolihang energi spesifik massal 200 W·h/kg. Ngawigunayang silikon sane tegeh{7}}sel{- bahan anoda sane madasar antuk litium- bahan katode sane sugih, energi spesifik massa kaaptiang prasida ngantos 400 W·h/kg lan kepadatan energi volumetrik 900 W·h/L, doh nglintangin baterai tradisional. Punika mawinan, baterai litium-on akeh kaanggen ring produk elektronik portabel lan kendaraan listrik.
Tegangan sirkuit sané tegeh pisan.Sangkaning nganggen pelarut organik non-{0}}aqueus, tegangan tunggal - ngantos 3,6–3,8 V, inggih punika 2-3 kali saking nikel{{6} hidrida utawi nikel - kadmium. Efektif ngawigunayang bahan katoda sane tegeh - tegangan prasida nincapang tegangan operasi sel tunggal dados 4,5-5 V, sane dados silih sinunggil alasan sane mabuat antuk kepadatan energi sane tegeh saking baterai litium-on.
Mampu sane tegeh -rate muatan lan discharge.Minakadi, samian{{0}solid- negara litium-on baterai nganggen elektrolit polimer prasida ngamolihang tingkat debit ring baduur 10C antuk keamanan sane becik; litium-on baterai nganggen litium besi fosfat santukan katoda prasida ngamolihang debit 100C.
Rajut sané alitan-.Ring suhu kamar, self bulanan-scharge tingkat litium-s baterai umumnyane kirang saking 10%, kirang saking nikel- logam hidrida (15%) lan atenga saking baterai nikel{{5} cadmium. Tingkat diri-scharge tingkat baterai litium besi fosfat umumnyane kirang saking 3%.
Rahajeng ring lingkungan,nenten madaging timah, kadmium, merkuri, utawi zat-zat sane tiosan sane ngawinang baya, tur nenten ngletehin palemahan.
Nenten wenten efek memori.Efek kenangan nganutin fenomena ring dija kapasitas baterai sayan rered ritatkala kaisi ulang sadurung sampun jangkep discharge utawi kaanggen sadurung kaisi jangkep (efek memori nenten rusak kapasitas). Baterai Lithium-on nénten madué efek memori.
Keselamatan sane becik.Baterai Litium{0}}on umumnyane nganggen bahan karbon pinaka elektroda negatif, sane madue potensi elektroda nampek ring litium logam. Ion litium prasida maulang-ulang interkalaasi miwah nyihnayang ring karbon, banget ngirangin probabilitas deposisi logam litium miwah nincapang keamanan baterai. Ring warsa-warsa sane lintang, api- aditif tahanan, flame- pemisahan tahanan, PTC (koefisien suhu positif), ledakan{{5}katup tahan, sistem pengelolaan baterai, lan teknologi sane lianan sampun mastikayang keamanan litium {{{6}sions.
Kahuripan siklus sane suwe.Kahuripan siklus litium-on umumnyane lintangan saking 500 siklus. Kahuripan siklus baterai litium besi fosfat ketahnyane 2000-3000 siklus. Yening cocok sareng sistem bahan anoda antuk kemampuan siklus tinggi (sekadi litium titanate), langkungan saking 10.000 siklus prasida kapolihang. Puniki ngawinang baterai lithium besi besi dados pilihan sane pinih becik anggen sistem baterai penyimpanan energi lan proyek ESS skala sane ageng.
