Kiko Ta Karakterístika di Bateria di Litio{{0?

Kapasidat i Forsa Elektromotivo di Litio-ion Materialnan di Bateria

Durante e kobransa-descarga reakshon di bateria di litio{{1}ion, solamente e materialnan aktivo di e elektrodanan positivo i negativo ta pasa den litio{-ion reakshonnan di interkalashon/deinterkalashon, miéntras ku e electrolito i otro materialnan no ta wòrdu konsumí. P’esei, e potensial na kua e materialnan di elektrodo positivo i negativo ta interkalisá/deinterkalá reversibelmente ionnan di litio ta determiná e voltahe habri-}}}} lèpt di e bateria, i e kantidat di e ionnan di litio ku ta interkalá/deinterkalisá ta determiná e kapasidat di e material aktivo. Hopi global litio{{6}on fabrikantenan di bateria i lithiumJiion di bateria ta dependé riba e karakterístikanan material aki pa logra produkshon masal stabil i rendimentu di produkto konsistente.

Pa e electrodo negativo, e reaccion ta sosode segun Ecuacion (1.2). Pa mol di karbon (12g), un máksimo di 1/6 mol di ionnan di litio por wòrdu interkalá. P’esei, e kapasidat spesífiko teóriko di material di elektrode negativo di karbon
1/6(mol)×96485(Constante di dia di plama,C/mol)/12(g){4}C/g{5}(mA·h/g) (1,5)

Den uso diario, konsiderando pèrdida di litio debí na adsorshon i e formashon di e pelíkula di interfase di elektrolito sólido (SEI), e kapasidat spesífiko di karbon alkansabel real ta 300–345 mA·h/g. Litua litio-on e proveedornan di bateria ta logra e nivel aki pa medio di formulashon di grafito optimalisá i prosesonan di revestimentu presis.

Pa e material di electrode positivo, su capacidad ta depende di e cantidad di ionnan di litio cu por wordo extrai/inserta. Tumando LiCoO2 komo ehèmpel, te ku 1 mol di ion di litio pa mol di LiCoO2 por partisipá den e reakshon. P’esei, e kapasidat spesífiko teóriko di LiCoO2 (masa molekular relativo 97,86) ta
1(mol)×96485(C/mol)/97,86(g){3}C/g{4}(mA·h/g) (1,6)

Den práktika, pa mantené e stabilidat di kristal di material di LiCoO2, generalmente solamente 30%–60% di e ionnan di litio ta partisipá den e reakshon. P’esei, e kapasidat spesífiko real di material di LiCoO2 ta 137–164 mA·h. Lithium grandi{{6}ion e fabrikantenan di OEM di bateria ta kontrolá e profundidat di karga i deskarga pa medio di BMS avansá pa maximalisá e bida di siklo miéntras ku ta sigurá siguridat.

Pa fosfato di heru di litio, 1 mol di ion di litio pa mol di fosfato di heru di litio por partisipá plenamente den e reakshon. P’esei, e kapasidat spesífiko teóriko i real di material di fosfato di heru di litio (masa molekular relativo 157.8) ta
1(mol)×96485(C/mol)/157,8(g){3}C/g{4}(mA·h/g) (1,7)

Den naturalesa, e potensial di redox standard di Li/Li4 ta esun mas abou, yegando -3.04 V (vs elektrodo di hidrogeno standart). Pa materialnan di elektrodo negativo di karbon, e potensial di ekstrakshon i insershon di lithium-ion ta serka di e potensial di ekilibrio Li/Li . Segun teoria elektrokímiko, na temperatura di kamber, e potensial di elektrodo E di e elektroda negativo di karbon ta

E {{0} E grado {{1} • ln[C(Liº)/C(Li,C₆)] (1.8)

na unda
E grado {{0} potensial di elektrodo standart;
C(Liº) {{0} konsentrashon di ionnan di litio den e solushon di elektrolito;
C(Li,C₆) {{0} konsentrashon di ionnan di litio den e karbon di elektroda negativo.

Ora e konsentrashon di ion di litio den e solushon i den e karbon di elektrodo negativo ta serka, e potensial di elektrodo di e elektrodo negativo ta igual na e potensial di redukshon standart E grado E . Generalmente, e konsentrashon di litio den e elektrolito ta fiho, pues kambionan den konsentrashon di litio den e karbon di elektrodo negativo lo kousa kambionan den e potensial di elektrodo negativo. Actualmente no tin un metodo universal pa calcula e potencial preciso di equilibrio di Li/C2 cu balornan x variabel. E ta generalmente determiná eksperimentalmente. Eksperimentonan ta mustra ku e potensial di delitashon di materialnan basá riba grafito{{4} generalmente ta varia entre 0–0.4 V (vs. Figura 1.2 ta mustra e típiko di karga-discarga karakterístiko kurva di un electrodo negativo di grafito.

Pa material di elektrodo positivo di LiCoO2, e proseso di interkalashon di interkalashon/deinterkalashon di litio ta un solo - reakshon di fase. Segun e konsentrashon di ion di litio den e material di elektrodo positivo ta kambia, e potensial di e elektroda positivo tambe ta kambia. Konsiderando e konsentrashon di ion di litio den e elektrolito ta 1 mol/L, pa e reakshon den Ekuashon (1,1), e potensial di elektrodo positivo E ta

E {{0} E grado {{1}!!

na unda
E grado {{0} potensial di elektrodo standart;
C(LiCoO2) {{0} concentracion di LiCoO2 den e material di electrodo positivo;
C(Liº,CoO₂) {2} konsentrashon di Liº i KoO₂ den e material di elektrode positivo;
Segun cu ionnan di litio ta wordo extrai, e potencial di electrode positivo ta mustra un tendencia abao.

E proseso di karga-deskate di material di fósfato di heru di litio ta e kombershon di fosfato di heru di litio pa fosfato di heru despues di delitiashon.

E reakshon na e elektroda di fosfato di heru di litio ta .
LiFePO₄ ↔ FePO + Liº + e⁻ (1,10)

Su litio-ion interkalashon/deinterkalashon proseso ta un dos- reakshon di fase. P’esei, kambionan den konsentrashon di litio den e material di elektrode positivo no ta afektá e kambio potensial di e elektroda positivo. Su potensial di ekilibrio ta

E {{0} E grado {{1} • ln[C(FePO(

E konsentrashon di sólidonan puru ta 1. Basa riba su parameternan termodinámiko, e potensial di ekilibrio teóriko ta 3.4 V.

E típiko di karga-deskarge karakterístiko kurva di material di fosfato di heru di litio ta mustra den Figura 1.3.

Karakterístika di Rendimentu di Bateria di Litio

Kompará ku otro bateria, lithium di baterianan tin e siguiente karakterístikanan ku ta wòrdu rekonosé ampliamente pa litio-ion distribuidornan di bateria i klientenan industrial:

Densidad di energia halto.E densidat di energia di bateria litio-ion ta yega 100 W·/kg i 200 W·/L òf mas. Bateria di katódo ternario resien-ion baterianan a logra un energia spesífiko di masa di 200 W·h/kg. Usando haltu- di silicon di anodo i materialnan di katodo ríku di masa, e energia spesífiko di masa ta spera di yega 400 W·h/kg i e densidat di energia volumétriko 900 W·h/L, hopi surpasando bateria tradishonal. P’esei, bateria di litio-on ta wòrdu usá ampliamente den produktonan elektróniko i vehíkulonan eléktriko portátil.

Halsa habri- voltahe di sirkuito.Debí na e uso di solventenan orgániko no{2}} akuoso, e voltahe di selula soltero{1}} di e baterianan. Efektivamente utilidat di e materialnan di katodo haltu-on di e voltahe di operashon di un solo sèl pa 4.5–5 V, ku ta un di e motibunan importante pa e densidat di energia haltu di e bateria di litio{{{12} nan.

Kapas di haltu-rate kobra i descarga.Por ehèmpel, tur- solido di litio di litio di estado usando electrolitonan di polimer por logra e tasanan di deskargo riba 10C ku bon seguridat; litio-ion bateria usando fosfato di heru di litio ya ku e katodo por logra descarga di 100C.

Abou self{0}}tasa di descarga.Na temperatura di kamber, e tasa mensual di bateria di e baterianan di litio di litio di litio. E self-deskarada di bateria di fósfato di heru di litio ta generalmente ménos ku 3%.

Amistoso pa medio ambiente,conteniendo no tin plomo, cadmium, mercurio, of otro substancianan dañino, y no ta contamina medio ambiente.

No tin efecto di memoria.Efecto di memoria ta referi na e fenomeno unda e capacidad di bateria ta baha ora e wordo recarga prome cu wordo descarga completamente of uza prome cu wordo carga completamente (efecto di memoria no ta decadencia di capacidad). Bateria di Litio-ion no tin efekto di memoria.

Bo seguridad.Bateria di Litio-ion generalmente ta usa materialnan di karbon komo e elektroda negativo, ku tin un potensial di elektrodo serka di esun di litio metaliko. Ionnan di litio por interkalá i deinterkalá reversiblemente den karbon, redusiendo grandemente e probabilidat di deposishon di metal di litio i mehorando signifikantemente e seguridat di bateria. Den añanan resien, vlam- aditivonan retardo, vlam-nan retardante, PTC (koefisiente di temperatura positivo), eksploshon{- klepnan antikuá, sistemanan di maneho di bateria, i otro teknologianan a sigurá siguridat sumamente haltu di e baterianan di litio{6}}.

Bida di ciclo largo.E bida di siklo di bateria di litio{{0}ion ta generalmente mas ku 500 siklo. E bida di siklo di bateria di fosfato di heru di litio ta generalmente 2000–3000 siklo. Ora ta match cu sistemanan di material di anodo cu capacidad di ciclo halto (manera titanato di litio), por logra mas di 10.000 ciclo. Esaki ta hasi ku e bateria di fosfato di heru di litio ta e mihó eskoho pa sistemanan di bateria di almasenahe di energia i proyektonan ESS grandi{9}} eskala di proyektonan.