Hiểu nhanh về đặc điểm và thông số của sáu loại pin lithium thông thường (1/6)

March 5, 2019

Chúng ta thường nói về pin lithium ba chiều hoặc pin lithium-sắt, được đặt tên theo pin lithium theo các vật liệu tích cực. Trong bài báo này, sáu loại pin lithium phổ biến và các thông số hiệu suất chính của chúng được tóm tắt. Như chúng ta đã biết, các thông số cụ thể của cùng một dòng công nghệ không hoàn toàn giống nhau. Bài viết này cho thấy mức độ chung của các tham số hiện tại. Sáu loại pin lithium bao gồm: lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium manganate (LiMnO 4), lithium niken coban manganate (LiNiMnCoO 2 hoặc NMC), lithium niken cobalt aluminate (LiNiCoAlO 2 hoặc NCA) , titan titanate (Li4Ti5O12

Oxit coban

Năng lượng đặc biệt cao của nó làm cho lithium cobalt oxide là một lựa chọn phổ biến cho điện thoại di động, máy tính xách tay và máy ảnh kỹ thuật số. Pin bao gồm cực âm oxit coban và cực dương than chì. Cực âm có cấu trúc lớp. Trong quá trình phóng điện, các ion lithium di chuyển từ cực dương sang cực âm, trong khi quá trình sạc chảy theo hướng ngược lại. Cấu trúc được hiển thị trong Hình 1.

Hình 1: Cấu trúc oxit coban

Cực âm có cấu trúc lớp. Trong quá trình phóng điện, các ion lithium di chuyển từ cực dương sang cực âm và chảy từ cực âm sang cực dương trong quá trình sạc. Nhược điểm của lithium coban là tuổi thọ tương đối ngắn, độ ổn định nhiệt thấp và khả năng tải hạn chế (công suất cụ thể). Giống như các pin lithium-ion hỗn hợp coban khác, lithium cobalt oxide sử dụng cực dương than chì. Tuổi thọ chu kỳ của nó chủ yếu bị giới hạn bởi giao diện điện phân rắn (SEI), biểu hiện chủ yếu ở sự dày lên dần của màng SEI và vấn đề mạ lithium trong quá trình sạc nhanh hoặc sạc ở nhiệt độ thấp. Hệ thống vật liệu mới hơn bổ sung niken, mangan và / hoặc nhôm để cải thiện tuổi thọ, khả năng tải và giảm chi phí.

Không nên sạc và thải oxit coban coban ở dòng điện trên công suất. Điều này có nghĩa là pin 18650 với 2.400 mAh chỉ có thể được sạc và xả ở mức nhỏ hơn hoặc bằng 2.400 mA. Buộc sạc nhanh hoặc áp dụng tải cao hơn 2400mA sẽ dẫn đến quá nhiệt và quá tải căng thẳng. Để có được tốc độ sạc nhanh tốt nhất, nhà sản xuất khuyến nghị tốc độ sạc là 0,8C hoặc khoảng 2.000 mA. Mạch bảo vệ pin giới hạn tốc độ sạc và xả của đơn vị năng lượng ở mức an toàn khoảng 1C.

Biểu đồ nhện lục giác (Hình 2) tóm tắt hiệu suất của lithium coban trong năng lượng hoặc công suất cụ thể liên quan đến hoạt động; sức mạnh cụ thể hoặc khả năng cung cấp dòng điện lớn; an toàn; hiệu suất trong môi trường nhiệt độ cao và thấp; cuộc sống bao gồm lịch và vòng đời; đặc điểm chi phí. Các tính năng quan trọng khác không được hiển thị trong biểu đồ nhện bao gồm độc tính, khả năng sạc nhanh, tự xả và thời hạn sử dụng.

Hình 2: Biểu đồ nhện của pin lithium coban trung bình.

Lithium coban có hiệu suất tuyệt vời trong năng lượng cụ thể cao, nhưng nó chỉ có thể cung cấp hiệu suất chung về đặc tính năng lượng, an toàn và vòng đời.

Vôn Giá trị danh nghĩa là 3,60V; phạm vi hoạt động điển hình là 3.0-4.2V / pin
Năng lượng riêng (công suất) 150-200 Wh / kg. Pin đặc biệt cung cấp tới 240Wh / kg.

Sạc (Tỷ lệ C)

0,7-1C, sạc đến 4,20V (hầu hết pin); thời gian sạc thông thường là 3 giờ; dòng sạc hơn 1C sẽ rút ngắn tuổi thọ pin.
Xả hiện tại

.

1C; điện áp cắt điện áp 2.50V. Dòng xả trên 1C sẽ rút ngắn tuổi thọ pin.

Vòng đời 500-1000, tùy thuộc vào độ sâu xả, tải và nhiệt độ
Chạy trốn nhiệt 150 độ C (302 độ F). Trạng thái đầy đủ dễ dẫn đến chạy trốn nhiệt
ứng dụng Năng lượng riêng rất cao, công suất riêng hạn chế. Cobalt là đắt tiền. Nó được sử dụng như một pin năng lượng. Thị phần ổn định.
Ghi chú

Năng lượng riêng rất cao, công suất riêng hạn chế. Cobalt là đắt tiền. Nó được sử dụng như một pin năng lượng. Thị phần ổn định.