1. Rozdzielczość napięcia akumulatorów litowo-jonowych
(1) Napięcie obwodu otwartego: odnosi się do napięcia akumulatora litowo-jonowego, gdy nie jest ono w stanie pracy. W tym stanie nie ma prądu przepływającego wewnątrz akumulatora, a jego napięcie jest reprezentowane przez różnicę potencjału między elektrodami dodatnimi i ujemnymi. Gdy akumulator jest w pełni naładowany, napięcie otwartego obwodu wynosi zwykle około 3,7 V i w niektórych przypadkach może wynosić nawet 3,8 V.
(2) Napięcie robocze: W porównaniu z napięciem obwodu otwartego, jest napięciem akumulatora litowo-jonowego w stanie roboczym. W tej chwili przepływa prąd przez akumulator, a gdy prąd przejdzie, będzie on utrudniony przez rezystancję wewnętrzną, więc napięcie robocze jest zawsze niższe niż napięcie otwartego obwodu po całkowitym naładowaniu.
(3) Napięcie zakończenia: to znaczy napięcie krytyczne, przy którym akumulator nie powinien nadal rozładowywać po rozładowaniu do określonej wartości napięcia. Ta wartość napięcia jest określana przez własną konstrukcję baterii litowo-jonowej i pod działaniem płyty ochronnej napięcie akumulatora zwykle stabilizuje około 2,95 V po zakończeniu rozładowania.
(4) Standardowe napięcie: Z podstawowego poziomu napięcie standardowe jest również znane jako napięcie znamionowe, które jest standardową wartością różnicy potencjałów generowanej przez reakcję chemiczną dodatnich i ujemnych materiałów elektrody akumulatora. Znamione napięcie akumulatorów litowo-jonowych wynosi 3,7 V, co pokazuje, że standardowe napięcie jest w rzeczywistości napięciem roboczym w stanie standardowym.
Sądząc po czterech wcześniej wymienionych napięciach baterii litowo-jonowej, napięcia związane z stanem roboczym są standardowe napięcie i napięcie robocze; Gdy nie jest w stanie roboczym, napięcie jest odbijane jako napięcie otwartego obwodu i napięcie końcowe. Ponieważ chemia akumulatorów litowo-jonowych jest powtarzalna, należy je szybko naładować, gdy napięcie akumulatora spadnie do napięcia zacisku. Jeśli nie zostanie obciążony przez długi czas, doprowadzi to do znacznego zmniejszenia żywotności baterii, aw ciężkich przypadkach może zostać nawet złomowany.
Podczas całego procesu rozładowania krzywa napięcia akumulatora litowo-jonowego można podzielić na trzy etapy:
2. Napięcie akumulatorów litowych jest ściśle związane z potencjałem elektrody dodatnich i ujemnych materiałów elektrodowych akumulatora
Napięcie akumulatorów litowych różni się w zależności od materiału, głównie z następujących powodów:
(1) Wpływ właściwości chemicznych materiałów elektrodowych
Proces ładowania i rozładowywania akumulatorów litowych jest zasadniczo procesem migrujących jonów litowych między elektrodami dodatnimi i ujemnymi, a właściwości chemiczne materiałów elektrodowych są czynnikami podstawowymi determinującymi napięcie akumulatora. Przykładając wspólne materiały katodowe, element kobaltu w tlenku kobaltu litowego (LICOO₂) ma wysoki potencjał redoks, co ułatwia uwalnianie jonów litowych i elektronów wyjściowych podczas pracy. Po sparowaniu z anodą grafitową powstałe napięcie akumulatora może osiągnąć około 3,7 V. Materiał katody fosforanu litu żelaza (Lifpoo₄), ponieważ potencjał redoks żelaza jest niższy niż kobaltu, napięcie akumulatora złożonego z anody grafitowej jest zwykle stabilne przy około 3,2 V. Podstawową przyczyną tej różnicy napięcia polega na różnicy w rozkładu i strukturze chemicznej chmury elektronów różnych elementów, co z kolei prowadzi do różnic w ich zdolności do zdobywania i utraty elektronów i uwalniania jonów litowych.
(2) Zmiany napięcia spowodowane różnicami struktury krystalicznej
Wpływ struktury krystalicznej materiału na napięcie akumulatora litowego jest równie ważny. Materiały trójskładnikowe (Li (Nicomn) O₂) są typowymi przedstawicielami, a trzy elementy niklu, kobaltu i manganu optymalizują strukturę krystaliczną materiału poprzez synergiczne działanie, tak że ścieżka dyfuzji jonów litowych jest płynniejsza, a procesy osadzenia i ucieczki są bardziej gmiskowe. Po dopasowaniu do odpowiedniej elektrody ujemnej można uformować platformę o wyższym napięciu, zwykle między 3,6-3,7 V. Patrząc na tlenek litu manganu (Limn₂o₄), jego struktura spinelowa ma problem z rozpuszczaniem jonów manganu podczas ładowania i rozładowywania, co utrudni dyfuzję jonów litowych, co powoduje stosunkowo niskie napięcie akumulatora około 3,0 V. Oczywiście różnice w strukturze krystalicznej mogą znacząco wpłynąć na wydajność transportu jonów litowych w materiale, co z kolei ma wpływ na napięcie akumulatora.
(3) Związek między gęstością energii a napięciem
Istnieje silna korelacja między gęstością energii materiału elektrody a napięciem akumulatora. Materiały o wysokiej gęstości energii są w stanie przechowywać więcej energii na jednostkę masy lub objętości, co zwykle odpowiada wyższym napięciom. Na przykład wraz ze wzrostem zawartości niklu wzrasta gęstość energii materiału, a napięcie akumulatora również wzrośnie. To nie tylko poprawia ogólną wydajność baterii, ale także spełnia niektóre scenariusze aplikacji wymagające wysokiej energii. Jednak wczesne materiały akumulatorowe, ze względu na ich niską gęstość energii, nie mogły przechowywać wystarczającej ilości energii w jednostce, a odpowiadające mu napięcie było również niskie, co utrudnia zaspokojenie potrzeb nowoczesnego sprzętu do wysokiego energii i wysokiego napięcia.
Acey InteligentnySpecjalizuje się w dostarczaniu kompleksowych rozwiązań dla półautomatycznych/w pełni autoutomatycznych linii montażowych pakietów baterii litowych używanych w ESS, UAV, E-Bike, E-Scooter, elektronarzędzi, dwóch/trzech kołach itp. Ponadto zapewniamy kompletny zestaw do montażu akumulatorów, takimi jak maszyna do oceny komórek, maszyna do sortowania akumulatora, maszyna do papieru do izolacji, CCD, Manialu/Automatic BMS, BMS, BMS, BMS, Tester, BMS, System testowy testera i akumulatorów itp.
