1. Разделителна способност на напрежението на литиево-йонни батерии
(1) Отворено напрежение на веригата: се отнася до напрежението на литиево-йонната батерия, когато не е в работно състояние. В това състояние вътре в батерията няма ток, а напрежението му е представено от потенциалната разлика между положителните и отрицателните електроди. Когато батерията е напълно заредена, напрежението на отворена верига обикновено е около 3,7 V и в някои случаи може да достигне 3,8 V.
(2) Работно напрежение: В сравнение с напрежението на отворената верига, това е напрежението на литиево-йонната батерия в работно състояние. Понастоящем през батерията преминава ток, който преминава през батерията и когато токът преминава, той ще бъде възпрепятстван от вътрешно съпротивление, така че работното напрежение винаги е по -ниско от напрежението на отворената верига, когато е напълно заредено.
(3) Напрежение на прекратяване: тоест критичното напрежение, при което батерията не трябва да продължава да се разтоварва, след като се изхвърли до определена стойност на напрежението. Тази стойност на напрежението се определя от собствената структура на литиево-йонната батерия и под действието на защитната плоча напрежението на батерията обикновено се стабилизира на около 2,95 V, когато разпускането се прекрати.
(4) Стандартно напрежение: От принципното ниво стандартното напрежение е известно още като номинална напрежение, което е стандартната стойност на потенциалната разлика, генерирана от химическата реакция на положителните и отрицателните електродни материали на батерията. Номиналното напрежение на литиево-йонните батерии е 3,7V, което показва, че стандартното напрежение всъщност е работното напрежение в стандартното състояние.
Съдейки по четирите литиево-йонни напрежения, споменати по-рано, напреженията, участващи в работното състояние, са стандартно напрежение и работно напрежение; Когато не е в работно състояние, напрежението се отразява като напрежението на отворената верига и крайното напрежение. Тъй като химията на литиево-йонните батерии е повторяема, те трябва да бъдат заредени незабавно, когато напрежението на батерията падне до напрежението на прекратяване. Ако не се таксува дълго време, това ще доведе до значително намаляване на живота на батерията и в тежки случаи може дори да бъде бракуван.
По време на целия процес на изпускане, кривата на напрежението на литиево-йонната батерия може да бъде разделена на три етапа:
2. Напрежението на литиевите батерии е тясно свързано с потенциала на електрода на положителните и отрицателните електродни материали на батерията
Напрежението на литиевите батерии варира в зависимост от материала, главно по следните причини:
(1) Влиянието на химичните свойства на електродните материали
Процесът на зареждане и изхвърляне на литиеви батерии по същество е процесът на литиеви йони, мигриращи между положителни и отрицателни електроди, а химичните свойства на електродни материали са основните фактори, които определят напрежението на батерията. Приемайки общи катодни материали като пример, кобалтовият елемент в литиевия кобалтов оксид (licoo₂) има висок редокс потенциал, което улеснява освобождаването на литиеви йони и изходните електрони при работа. Когато се сдвоява с графитен анод, полученото напрежение на батерията може да достигне около 3,7 V. Литиевият железен фосфат (Lifepo₄) катоден материал, тъй като редокс потенциала на желязото е по -нисък от този на кобалта, напрежението на батерията, съставена от графитен анод, обикновено е стабилно при около 3,2 V. Основната причина за тази разлика в напрежението се крие в разликата в разпределението и химическата структура на електронния облак на различни елементи, което от своя страна води до разлики в способността им да печелят и губят електрони и да освободят литиеви йони.
(2) Промени в напрежението, причинени от разликите в кристалната структура
Влиянието на кристалната структура на материала върху напрежението на литиевата батерия е също толкова важно. Тройните материали (Li (NICOMN) O₂) са типични представители, а трите елемента на никел, кобалт и манган оптимизират кристалната структура на материала чрез синергично действие, така че дифузионният път на литиевите йони да е по -гладък, а процесите на вграждане и бягство са по -гладки. Когато се съчетава с подходящ отрицателен електрод, може да се образува платформа за по-високо напрежение, обикновено между 3,6-3,7V. Разглеждайки литиевия манганов оксид (Limn₂o₄), неговата шпинела структура има проблема с разтварянето на манганови йони по време на зареждане и изхвърляне, което ще попречи на дифузията на литиевите йони, което води до сравнително ниско напрежение на батерията от около 3,0V. Очевидно разликите в кристалната структура могат значително да повлияят на транспортните характеристики на литиевите йони в материала, което от своя страна оказва влияние върху напрежението на батерията.
(3) Връзката между енергийната плътност и напрежението
Съществува силна корелация между енергийната плътност на електрода и напрежението на батерията. Материалите с висока енергийна плътност са в състояние да съхраняват повече енергия на единица маса или обем, което обикновено съответства на по -високи напрежения. Например, с увеличаването на съдържанието на никел, енергийната плътност на материала се увеличава и напрежението на батерията също ще се увеличи. Това не само подобрява цялостната производителност на батерията, но също така отговаря на някои сценарии на приложение, които изискват висока енергия. Въпреки това, ранните литиеви батерии, поради ниската си енергийна плътност, не можеха да съхраняват достатъчно енергия в устройството, а съответното напрежение също беше ниско, което затруднява задоволяването на нуждите на съвременното оборудване за високо енергийно и високо напрежение.
Аси интелигентенspecializes 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 Тестер и система за тестване на батерии и т.н.
