1. Rozlišení napětí lithium-iontových baterií
(1) Napětí otevřeného obvodu: odkazuje na napětí lithium-iontové baterie, pokud není v pracovním stavu. V tomto stavu netéká žádný proud uvnitř baterie a jeho napětí je představováno potenciálním rozdílem mezi pozitivními a negativními elektrodami. Když je baterie plně nabitá, napětí s otevřeným obvodem je obvykle kolem 3,7 V a v některých případech může být až 3,8 V.
(2) Pracovní napětí: Ve srovnání s napětím otevřeného obvodu je napětí lithium-iontové baterie v pracovním stavu. V této době protéká proud přes baterii a když prochází proud, bude ho bránit vnitřním odporem, takže provozní napětí je vždy nižší než napětí otevřeného obvodu, když je plně nabité.
(3) Ukončení napětí: to znamená, že kritické napětí, při kterém by se baterie neměla po vypouštění na určitou hodnotu napětí nadále vypouštět. Tato hodnota napětí je určena vlastní strukturou lithium-iontové baterie a pod působením ochranné desky se napětí baterie obvykle stabilizuje při přibližně 2,95 V, když je výboj ukončen.
(4) Standardní napětí: Z úrovně principu je standardní napětí také známé jako jmenovité napětí, což je standardní hodnota potenciálního rozdílu generovaného chemickou reakcí pozitivních a negativních elektrodových materiálů baterie. Jmenovité napětí lithium-iontových baterií je 3,7 V, což ukazuje, že standardní napětí je ve skutečnosti provozní napětí ve standardním stavu.
Soudě podle čtyř výše uvedených lithium-iontových napětí je napětí zapojená do pracovního stavu standardní napětí a pracovní napětí; Pokud není v pracovním stavu, napětí se odráží jako napětí otevřeného obvodu a koncové napětí. Protože je chemie lithium-iontových baterií opakovatelná, je třeba je nabití okamžitě, když napětí baterie klesne na napětí zakončení. Pokud není nabitý po dlouhou dobu, povede to k významnému snížení výdrže baterie a v závažných případech to může být dokonce vyřazeno.
Během celého procesu vypouštění lze křivku napětí lithium-iontové baterie rozdělit do tří fází:
2. Napětí lithiových baterií úzce souvisí s potenciálem elektrod pozitivních a negativních elektrodových materiálů baterie
Napětí lithiových baterií se liší v závislosti na materiálu, zejména z následujících důvodů:
(1) Vliv chemických vlastností elektrodových materiálů
Proces nabíjení a vypouštění lithiových baterií je v podstatě proces lithiových iontů migrujících mezi pozitivními a negativními elektrodami a chemické vlastnosti elektrodových materiálů jsou základními faktory, které určují napětí baterie. Jako příklad, který je příklad, má kobaltový prvek v oxidu lithia kobaltu (Licoo₂) vysoký redoxní potenciál, což usnadňuje uvolňování lithiových iontů a výstupních elektronů při práci. Při spárování s grafitovou anodou může výsledné napětí baterie dosáhnout kolem 3,7 V. Katodový materiál lithiového železa (LifePo₄), protože redoxní potenciál železa je nižší než u kobaltu, napětí baterie složené z grafitové anody je obvykle stabilní při přibližně 3,2 V. Kořenová příčina tohoto rozdílu napětí spočívá v rozdílu v distribuci a chemické struktuře elektronového mraku různých prvků, což zase vede k rozdílům v jejich schopnosti získat a ztratit elektrony a uvolňovat lithiové ionty.
(2) Změny napětí způsobené rozdíly v krystalové struktuře
Vliv krystalové struktury materiálu na napětí lithiové baterie je stejně důležitý. Ternární materiály (LI (Nicomn) O₂) jsou typické zástupci a tři prvky niklu, kobaltu a manganu optimalizují krystalovou strukturu materiálu synergickým působením, takže difúzní cesta lithiových iontů je plynulejší a procesy vkládání a úniku jsou složitější. Při porovnání s vhodnou negativní elektrodou lze vytvořit vyšší napěťovou platformu, obvykle mezi 3,6-3,7 V. Při pohledu na lithium manganský oxid (limn₂o₄) má jeho struktura spinelu problém rozpuštění iontů manganu během nabíjení a vypouštění, což bude bránit difúzi lithiových iontů, což má za následek relativně nízké napětí baterie asi 3,0 V. Je zřejmé, že rozdíly v krystalové struktuře mohou významně ovlivnit transportní výkon lithiových iontů v materiálu, který má zase dopad na napětí baterie.
(3) Vztah mezi hustotou energie a napětím
Existuje silná korelace mezi hustotou energie elektrodového materiálu a napětím baterie. Materiály s vysokou hustotou energie jsou schopny ukládat více energie na jednotku hmotnosti nebo objemu, což obvykle odpovídá vyššímu napětí. Například se zvýšením obsahu niklu se zvyšuje hustota energie materiálu a napětí baterie se také zvyšuje. To nejen zlepšuje celkový výkon baterie, ale také splňuje některé scénáře aplikací, které vyžadují vysokou energii. Avšak časné materiály lithiových baterií, díky nízké hustotě energie, nemohly v jednotce ukládat dostatek energie a odpovídající napětí bylo také nízké, což ztěžovalo uspokojení potřeb moderního vybavení pro vysokou energii a vysoké napětí.
Acey inteligentníspecializes in providing one-stop solutions for semi-automatic/fully-automatic assembly lines of lithium battery packs used in ESS, UAV, E-Bike, E-Scooter, Power Tools, Two/Three Wheelers, Etc. In Addition, we provide a complete set of battery pack assembly equipment, such as Cell Grading Machine, Battery Sorting Machine, Insulation Paper Sticking Machine, CCD tester, Manual/Automatic Spot Welding Machine, BMS Tester, Battery Comprehensive Tester and Testovací systém baterie atd.
