أفضل العالمية الرائدة في تصنيع الطاقة الشمسية & المورد من أضواء الشوارع الشمسية وأضواء الفيضانات الشمسية.

مركز المعلومات

خصائص بطارية ليثيوم كربونات

2021-11-04 10:35:32

lithium carbonate battery

 

خصائص بطارية ليثيوم كربونات

بطارية ليثيوم أيون: بطارية ثانوية (بطارية قابلة لإعادة الشحن) تعتمد بشكل أساسي على حركة أيونات الليثيوم بين الأقطاب الموجبة والسالبة. في عملية الشحن والتفريغ ، يتم تضمين Li وإزالته ذهابًا وإيابًا بين القطبين: عند الشحن ، يتم فصل Li عن القطب الموجب ويتم تضمينه في القطب السالب عبر المنحل بالكهرباء ، ويكون القطب السالب في حالة غنية بالليثيوم ؛ العكس هو الصحيح أثناء التفريغ.

تنقسم بطاريات الليثيوم إلى بطاريات الليثيوم وبطاريات ليثيوم أيون. تستخدم الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة بطاريات الليثيوم أيون ، والتي تُعرف باسم بطاريات الليثيوم أيون. تستخدم البطاريات بشكل عام مواد تحتوي على الليثيوم كأقطاب كهربائية ، وهي ممثلة للبطاريات الحديثة عالية الأداء. ومع ذلك ، نادراً ما تستخدم بطاريات الليثيوم الحقيقية في المنتجات الإلكترونية اليومية بسبب مخاطرها العالية.

بطاريات الهاتف المحمول هي عموما بطاريات ليثيوم أيون. تتكون بطارية ليثيوم أيون من قطب موجب ، قطب كهربائي سالب ، الحجاب الحاجز والكهارل. يتم اختراق الأقطاب الموجبة والسالبة في المنحل بالكهرباء ، ويتحرك أيون الليثيوم بين الأقطاب الموجبة والسالبة مع المنحل بالكهرباء كوسيط لتحقيق شحن وتفريغ البطارية. من أجل تجنب الدائرة القصيرة للأقطاب الموجبة والسالبة من خلال المنحل بالكهرباء ، يجب فصل الأقطاب الموجبة والسالبة عن طريق الحجاب الحاجز.

من أجل زيادة كثافة طاقة البطارية ، يستخدم مصنعو الهواتف المحمولة الحجاب الحاجز الرقيق لتخزين المزيد من الكهرباء في حجم محدود. يزيد انخفاض السماكة من صعوبة إنتاج الحجاب الحاجز ، وهو أمر سهل التسبب في عيوب في الجودة ، بحيث لا يمكن للحجاب الحاجز عزل الأقطاب الموجبة والسالبة بشكل فعال ، مما يؤدي إلى قصر الدائرة وانفجار البطارية.

تم تطوير بطارية ليثيوم أيون لأول مرة من قبل سوني اليابانية في عام 1990. يقوم بدمج أيونات الليثيوم في الكربون (فحم الكوك البترولي والجرافيت) لتشكيل أقطاب سالبة (تستخدم بطاريات الليثيوم التقليدية سبائك الليثيوم أو الليثيوم كأقطاب سالبة). يستخدم LixCoO2 بشكل شائع كمادة الكاثود ، كما يتم استخدام LixNiO2 و LixMnO4 ، ويستخدم LiPF6 كربونات ثنائي الميثيل (EC) (DMC) كإلكتروليت.

فحم الكوك البترولي والجرافيت كمواد أنود غير سامة ولها موارد كافية. يتم تضمين أيون الليثيوم في الكربون ، والذي يتغلب على النشاط العالي للليثيوم ويحل مشاكل السلامة لبطارية الليثيوم التقليدية. يمكن أن يصل LixCoO2 الإيجابي إلى مستوى أعلى في أداء الشحن والتفريغ والعمر ، بحيث يتم تقليل التكلفة. باختصار ، تم تحسين الأداء الشامل لبطارية ليثيوم أيون. من المتوقع أن تحتل بطاريات الليثيوم أيون سوقًا كبيرًا في القرن الحادي والعشرين.

صيغة تفاعل بطارية ليثيوم أيون الثانوية أثناء الشحن والتفريغ هي LiCoO2 C = Li1-xCoO2 LixC

يتم الخلط بسهولة بين بطاريات الليثيوم أيون والنوعين التاليين من البطاريات:

(1) بطارية ليثيوم: باستخدام الليثيوم المعدني كقطب سالب.

(2) بطارية ليثيوم أيون: استخدام المنحل بالكهرباء العضوية السائلة.

(3) بطاريات ليثيوم أيون بوليمر: استخدام البوليمرات لهرم المذيبات العضوية السائلة ، أو استخدام الشوارد الصلبة بالكامل مباشرة. تُستخدم مواد الكربون الشبيهة بالجرافيت عمومًا كأقطاب سالبة لبطاريات الليثيوم أيون.

 

lithium carbonate battery


في عام 1970 ، استخدم M.S.Whittingham من Exxon كبريتيد التيتانيوم كمادة الكاثود ومعدن الليثيوم كمادة سالبة لصنع أول بطارية ليثيوم. مادة الكاثود لبطارية الليثيوم هي ثاني أكسيد المنغنيز أو كلوريد الثيونيل ، والقطب السالب هو الليثيوم. بعد تجميع البطارية ، تحتوي البطارية على جهد ولا تحتاج إلى إعادة شحنها. تم تطوير بطارية ليثيوم أيون (Li-ionBatteries) من بطارية الليثيوم. على سبيل المثال ، كانت بطاريات الأزرار المستخدمة في الكاميرات هي بطاريات الليثيوم. يمكن أيضًا إعادة شحن هذا النوع من البطارية ، لكن أداء الدورة ليس جيدًا ، في دورة الشحن والتفريغ ، من السهل تشكيل بلورات الليثيوم ، مما يؤدي إلى دائرة كهربائية قصيرة داخل البطارية ، لذلك يحظر هذا النوع من البطارية عمومًا من الشحن.

في عام 1982 ، وجد R.Agarwal و J.R.Selman من معهد إلينوي للتكنولوجيا (theIllinoisInstiteofTechnology) أن أيون الليثيوم له خاصية الجرافيت المقحم. العملية سريعة وقابلة للعكس. في الوقت نفسه ، جذبت مخاطر السلامة لبطاريات الليثيوم المصنوعة من الليثيوم المعدني الكثير من الاهتمام ، لذلك يحاول الناس استخدام خصائص أيون الليثيوم المضمنة في الجرافيت لصنع بطاريات قابلة لإعادة الشحن. تم إنتاج أول قطب جرافيت أيون الليثيوم بنجاح بواسطة مختبرات Bell Laboratories.

في عام 1983 وجد M.Thackeray و J.Goodenough أن الإسبنيل المنغنيز هو مادة كاثود ممتازة ذات سعر منخفض وثبات وموصلية كهربائية وليثيوم ممتازة. درجة حرارة تحللها عالية ، وقابليتها للأكسدة أقل بكثير من درجة الليثيوم الكوبالت. حتى لو كان هناك دائرة كهربائية قصيرة وشحن زائد ، فإنه يمكن تجنب خطر الاحتراق والانفجار.

في عام 1989 ، وجد A.Manthiram و J.Goodenough أن الأقطاب الكهربائية الموجبة مع الأنيونات المبلمرة تنتج فولتية أعلى.

في عام 1992 ، اخترعت شركة Sony اليابانية بطارية الليثيوم بمادة كربون كقطب سالب ومركب يحتوي على الليثيوم كقطب موجب. في عملية الشحن والتفريغ ، لا يوجد معدن الليثيوم ، فقط أيون الليثيوم ، وهذا هو بطارية ليثيوم أيون. في وقت لاحق ، أحدثت بطاريات الليثيوم أيون ثورة في وجه الإلكترونيات الاستهلاكية. هذا النوع من البطاريات ، الذي يستخدم الليثيوم الكوبالت كمادة الكاثود ، لا يزال مصدر الطاقة الرئيسي للأجهزة الإلكترونية المحمولة.

 

في عام 1996 ، وجد Padhi و Goodenough أن الفوسفات ذو البنية الأوليفية ، مثل فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) ، أكثر أمانًا من مواد الكاثود التقليدية ، خاصة المقاومة لدرجة الحرارة العالية ، ومقاومته الزائدة أفضل بكثير من مقاومة شحن مواد بطارية ليثيوم أيون التقليدية.

طوال تاريخ تطوير البطارية ، يمكننا أن نرى الخصائص الثلاث للتطور الحالي لصناعة البطاريات في العالم:

 

أولا ، التطور السريع للبطاريات الخضراء ، بما في ذلك بطاريات الليثيوم أيون ، بطاريات Ni-MH ، وما إلى ذلك ؛

الثانية ، وتحويل البطاريات الأولية إلى بطاريات ، وهو ما يتماشى مع استراتيجية التنمية المستدامة ؛

الثالث ، البطارية تتطور بشكل أكبر في اتجاه صغيرة وخفيفة ورقيقة. من بين البطاريات التجارية القابلة لإعادة الشحن ، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بأعلى طاقة محددة ، وخاصة بطاريات ليثيوم أيون البوليمر ، والتي يمكنها تحقيق ترقق البطاريات القابلة لإعادة الشحن. هذا هو بالضبط لأن الطاقة ذات الحجم المحدد والطاقة الخاصة ببطارية ليثيوم أيون عالية وقابلة لإعادة الشحن وخالية من التلوث ، ولها ثلاث خصائص رئيسية للتطور الحالي لصناعة البطاريات ، لذلك لديها نمو سريع في البلدان المتقدمة. أدى تطوير الاتصالات السلكية واللاسلكية وسوق المعلومات ، وخاصة الاستخدام المكثف للهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، إلى توفير فرص في السوق لبطاريات الليثيوم أيون. ستحل بطارية ليثيوم أيون البوليمر في بطارية ليثيوم أيون تدريجياً محل بطارية ليثيوم أيون بالكهرباء السائلة وتصبح التيار الرئيسي لبطارية ليثيوم أيون بسبب ميزتها الفريدة في السلامة. تُعرف بطارية ليثيوم أيون بوليمر باسم "بطارية القرن الحادي والعشرين" ، والتي ستفتح حقبة جديدة من بطارية التخزين واحتمال تطويرها متفائل للغاية.

في مارس 2015 ، نجح Sharp في اليابان والبروفيسور Gong Tanaka من جامعة كيوتو في تطوير بطارية ليثيوم أيون بعمر خدمة يصل إلى 70 عامًا. يبلغ حجم بطارية الليثيوم أيون التي تم إنتاجها من قبل 8 سنتيمترات مكعبة ويمكن شحنها وتفريغها 25000 مرة. وقال Sharp إنه بعد الشحن والتفريغ الفعلي لـ 10000 مرة ، لا يزال أداء بطارية الليثيوم أيون طويلة العمر مستقرًا.

 

lithium carbonate battery


قذيفة الصلب/الألومنيوم قذيفة/اسطوانة/سلسلة التعبئة والتغليف المرنة:

(1) المواد النشطة في القطب الموجب هي بشكل عام منجنات الليثيوم أو الليثيوم الكوبالت ، ومواد منجنات النيكل الكوبالت الليثيوم ، بينما تستخدم الدراجات الكهربائية عمومًا منجنات النيكل الكوبالت الليثيوم (المعروف باسم الثلاثي) أو كمية صغيرة من منجنات الليثيوم. يتلاشى منجنات الليثيوم النقي وفوسفات الحديد الليثيوم تدريجياً بسبب حجمها الكبير أو الأداء الضعيف أو التكلفة العالية. يستخدم سائل القطب الموصل رقائق الألومنيوم الإلكتروليتية بسماكة 10 ميل/20 μ m.

(2) الحجاب الحاجز-فيلم بوليمر مُشكل خصيصًا مع بنية صغيرة تسمح لأيونات الليثيوم بالمرور بحرية ، لكن الإلكترونات لا يمكنها المرور.

(3) القطب السالب-المادة النشطة هي الجرافيت ، أو الكربون مع هيكل الجرافيت مماثل ، ويستخدم جامع التيار الموصلة رقائق النحاس الإلكتروليتية بسمك 7-15 ميكرون.

(4) مذيب بالكهرباء العضوي المذاب مع سداسي فلوروفوسفات الليثيوم والكهارل هلام للبوليمر.

(5) غلاف البطارية-مقسم إلى غلاف فولاذي (نادرًا ما يستخدم النوع المربع) ، غلاف الألومنيوم ، غلاف حديدي مطلي بالنيكل (استخدام بطارية أسطوانية) ، فيلم من الألومنيوم والبلاستيك (عبوة مرنة) ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى غطاء البطارية ، وهو أيضا القطب الإيجابي والسلبي الرائدة في نهاية البطارية.

recommended for you
لايوجد بيانات

Xingshen التكنولوجيا المحدودة

مهمتنا للعملاء:
حماية البيئة ، التصنيع الذكي.
لايوجد بيانات
الاتصال بنا

إذا كان لديك أي أسئلة ، يرجى الاتصال بنا.

Service@lumussolem.com

شخص الاتصال: درة

موبايل: 86 138 7381 4717

إضافة: مبنى دونغتشنغ ، طريق لانتشو الشرقي ، منطقة بينغشان ، شنتشن ، قوانغدونغ

حقوق الطبع والنشر©2022 LumusSolem جميع الحقوق محفوظة | Sitemapsia
الدردشة على الانترنت
contact customer service
messenger
wechat
skype
whatsapp
إلغاء