Hur ska en säker litiumbatteriskyddskrets ställas in

Enligt statistik har den globala efterfrågan på litiumjonbatterier nått 1,3 miljarder, och med den kontinuerliga expansionen av applikationsområden ökar denna siffra år för år.På grund av detta, med den snabba ökningen av användningen av litiumjonbatterier i olika industrier, blir batteriets säkerhetsprestanda alltmer framträdande, vilket inte bara kräver utmärkt laddning och urladdning av litiumjonbatterier, utan kräver också en högre nivå av säkerhetsprestanda.Att litiumbatterier i slutändan varför brand och till och med explosion, vilka åtgärder kan undvikas och elimineras?

Litiumbatteriets materialsammansättning och prestandaanalys

Först och främst, låt oss förstå materialsammansättningen av litiumbatterier.Prestanda för litiumjonbatterier beror huvudsakligen på strukturen och prestandan hos de interna materialen i de använda batterierna.Dessa interna batterimaterial inkluderar negativt elektrodmaterial, elektrolyt, diafragma och positivt elektrodmaterial.Bland dem bestämmer valet och kvaliteten på positiva och negativa material direkt prestanda och pris på litiumjonbatterier.Därför har forskningen om billiga och högpresterande positiva och negativa elektrodmaterial varit i fokus för utvecklingen av litiumjonbatteriindustrin.

Det negativa elektrodmaterialet väljs i allmänhet som kolmaterial och utvecklingen är relativt mogen för närvarande.Utvecklingen av katodmaterial har blivit en viktig faktor som begränsar den ytterligare förbättringen av litiumjonbatteriets prestanda och prissänkning.I den nuvarande kommersiella produktionen av litiumjonbatterier står kostnaden för katodmaterial för cirka 40 % av den totala batterikostnaden, och sänkningen av priset på katodmaterial bestämmer direkt minskningen av priset på litiumjonbatterier.Detta gäller särskilt för litiumjonbatterier.Till exempel kräver ett litet litiumjonbatteri för en mobiltelefon endast cirka 5 gram katodmaterial, medan ett litiumjonbatteri för att köra en buss kan kräva upp till 500 kg katodmaterial.

Även om det finns teoretiskt många typer av material som kan användas som den positiva elektroden för Li-ion-batterier, är huvudkomponenten i det vanliga positiva elektrodmaterialet LiCoO2.Vid laddning tvingar den elektriska potentialen som läggs till batteriets två poler föreningen av den positiva elektroden att frigöra litiumjoner, som är inbäddade i kolet i den negativa elektroden med en lamellstruktur.När de urladdas faller litiumjonerna ut ur kolets lamellstruktur och rekombineras med föreningen vid den positiva elektroden.Rörelsen av litiumjoner genererar en elektrisk ström.Detta är principen för hur litiumbatterier fungerar.

Li-ion batteriladdning och urladdningshantering design

Även om principen är enkel, i faktisk industriell produktion, finns det mycket mer praktiska frågor att ta hänsyn till: materialet i den positiva elektroden behöver tillsatser för att upprätthålla aktiviteten av flera laddningar och urladdningar, och materialet i den negativa elektroden måste utformas vid den molekylära strukturnivån för att rymma fler litiumjoner;elektrolyten som fylls mellan de positiva och negativa elektroderna behöver förutom att bibehålla stabiliteten också ha god elektrisk ledningsförmåga och minska batteriets inre resistans.

Även om litiumjonbatteriet har alla ovan nämnda fördelar, men dess krav på skyddskretsen är relativt höga, bör användningen av processen vara strikt för att undvika överladdning, överladdningsfenomen, urladdningsströmmen bör inte vara för stor, i allmänhet bör urladdningshastigheten inte vara större än 0,2 C. Laddningsprocessen för litiumbatterier visas i figuren.I en laddningscykel måste litiumjonbatterier detektera batteriets spänning och temperatur innan laddningen börjar för att avgöra om det kan laddas.Om batterispänningen eller temperaturen ligger utanför det intervall som tillåts av tillverkaren är laddning förbjuden.Det tillåtna laddningsspänningsområdet är: 2,5V~4,2V per batteri.

Om batteriet är i djupurladdning måste laddaren ha en förladdningsprocess så att batteriet uppfyller villkoren för snabbladdning;sedan, enligt den snabba laddningshastigheten som rekommenderas av batteritillverkaren, vanligtvis 1C, laddar laddaren batteriet med konstant ström och batterispänningen stiger långsamt;när batterispänningen når den inställda termineringsspänningen (vanligtvis 4,1V eller 4,2V), avslutas konstantströmladdningen och laddningsströmmen När batterispänningen når den inställda termineringsspänningen (vanligtvis 4,1V eller 4,2V), laddas konstantströmladdningen avslutas, laddningsströmmen avtar snabbt och laddningen går in i hela laddningsprocessen;under hela laddningsprocessen avtar laddningsströmmen gradvis tills laddningshastigheten sjunker till under C/10 eller hela laddningstiden överskrids, sedan övergår den till den övre gränsladdningen;under toppavstängningsladdningen fyller laddaren på batteriet med en mycket liten laddningsström.Efter en period av toppavstängningsladdning stängs laddningen av.


Posttid: 2022-nov-15