Comprensión rápida de características y parámetros de seis baterías de litio comunes (2/6)
March 5, 2019
El segundo material
LiMn2O4(tambiénllamamoslabateríadelpoder más elevadoode laalta tasa)
Las baterías de rubí sintético del manganato del litio primero fueron divulgadas en 1983. En 1996, Moli Energy Company comercializó las baterías de ión de litio usando el manganato del litio como material del cátodo. La estructura forma una estructura de rubí sintético tridimensional, que puede mejorar el flujo del ion en el electrodo, de tal modo reduciendo la resistencia interna y mejorando la capacidad de carga actual. Otra ventaja del rubí sintético es su altas estabilidad termal y seguridad, pero su vida del ciclo y del calendario es limitada. La resistencia interna de la batería baja puede realizar rápidamente la carga y la descarga de gran intensidad. 18650 el tipo batería, batería del manganato del litio se puede descargar en la corriente 20-30A, y tiene acumulación del calor moderado. La carga pulsa hasta 50A1 que los segundos pueden también ser aplicados. La alta carga continua en esta corriente llevará para calentar la acumulación, y la temperatura de la batería no debe exceder de 80 C (176 F). El manganato del litio se utiliza en herramientas eléctricas, aparatos médicos, y vehículos eléctricos híbridos y puros.
El cuadro 4 ilustra la formación de un esqueleto cristalino tridimensional en el cátodo de una batería del manganato del litio. La estructura de rubí sintético se compone generalmente de una forma rombal conectada con el enrejado, y ocurre generalmente después de la formación de baterías.
Cuadro 4: Estructura del manganato del litio.
La cristalización del cátodo del manganato del litio tiene una estructura esquelética tridimensional formada después de la formación. El rubí sintético proporciona resistencia baja pero baja energía específica que el cobalto del litio.
La capacidad del manganato del litio es cerca de una mitad más bajo que el del cobalto del litio. La flexibilidad del diseño permite que los ingenieros elijan maximizar vida de batería, o aumentar la corriente de la carga máxima (poder específico) o la capacidad (energía específica). Por ejemplo, la versión duradera de la batería 18650 tiene una capacidad moderada de solamente 1.100 mAh, mientras que la versión de gran capacidad tiene una capacidad moderada de 1.500 mAh.
El cuadro 5 muestra un diagrama de la araña de una batería típica del manganato del litio. Estos parámetros característicos no parecen ideales, pero el nuevo diseño mejora en poder, seguridad y vida. Las baterías puras del manganato del litio son no más comunes hoy; se utilizan solamente en situaciones especiales.
Fig. 5: Diagrama de la araña de la batería pura del manganato del litio.
A pesar de su funcionamiento general, el nuevo diseño del manganato del litio puede mejorar poder, seguridad y vida.
La mayoría del manganato del litio se mezcla con el óxido del cobalto del manganeso del níquel del litio (NMC) para aumentar energía específica y para prolongar vida. Esta combinación trae el mejor funcionamiento de cada sistema, y la mayoría de los vehículos eléctricos, tales como hoja de Nissan, Chevrolet Volt y BMW i3, uso LMO (NMC). La pieza de LMO de la batería puede alcanzar el cerca de 30% y proporcionar más de gran intensidad en la aceleración, mientras que la pieza de NMC proporciona una gama larga.
Las baterías de ión de litio tienden a combinar el manganato del litio con cobalto, níquel, manganeso y/o aluminio como materiales activos del cátodo. En algunas arquitecturas, una pequeña cantidad de silicio se añade al ánodo. Esto proporciona un aumento de capacidad del 25%; sin embargo, como el silicio se amplía y se encoge durante la carga y la descarga, causa la tensión mecánica, que está generalmente estrechamente vinculada poner en cortocircuito vida de ciclo.
Estas tres clases de metales activos y de refuerzo del silicio se pueden seleccionar convenientemente para mejorar la energía específica (capacidad), el poder específico (capacidad de carga) o la vida. Las baterías del consumidor necesitan capacidad grande, mientras que los usos industriales necesitan los sistemas de batería, que tienen buena capacidad de carga, larga vida y proporcionan servicios seguros y confiables.
Valor nominal del voltaje 3.70V (3.80V); rango de operación típico 3.0-4.2V/battery
Energía específica (capacidad) 100-150Wh/kilogramo 100-150 de Wh/kg
(Tarifa de C) el valor típico de carga es 0.7-1C, valor máximo es 3C, cargando a 4.20V (la mayoría de las baterías)
Descarga (tarifa) de C 1C; algunas baterías pueden alcanzar 10C, pulso 30C (5s), atajo 2.50V.
vida de ciclo 300-700 (dependiendo de profundidad y de temperatura de la descarga)
El valor típico del fugitivo termal es 250 grados de C (482 grados de F). La alta carga promueve fugitivo termal
herramientas eléctricas del uso, equipamiento médico, sistema de transmisión de la energía eléctrica
Poder más elevado de las notas pero capacidad baja; más seguro que el óxido del cobalto del litio; mezclado generalmente con NMC para mejorar funcionamiento.