Comprensión rápida de características y parámetros de seis baterías de litio comunes (1/6)

Hablamos a menudo de las baterías de litio ternarias o de las baterías del hierro-litio, que se nombran después de baterías de litio según los materiales activos positivos. En este papel, seis tipos comunes de baterías de litio y su parametrización para la optimización del tratamiento principal se resumen. Como sabemos, los parámetros específicos de la misma línea de la tecnología no son exactamente lo mismo. Este papel muestra el nivel general de los parámetros actuales. Seis clases de baterías de litio incluyen: óxido del cobalto del litio (LiCoO 2), manganato del litio (LiMnO 4), manganato del cobalto del níquel del litio (LiNiMnCoO 2 o NMC), aluminato del cobalto del níquel del litio (LiNiCoAlO 2 o NCA), fosfato del hierro del litio (LiFePO4), titanato del litio (Li4Ti5O12

Óxido del cobalto del litio

Su alta energía específica toma óxido del cobalto del litio una decisión popular para los teléfonos móviles, los ordenadores portátiles y las cámaras digitales. La batería consiste en el cátodo de óxido del cobalto y el ánodo del carbono del grafito. El cátodo tiene una estructura acodada. Durante la descarga, las iones de litio se mueven desde el ánodo al cátodo, mientras que los flujos de proceso de carga en la dirección opuesta. La estructura se muestra en el cuadro 1.

Cuadro 1: Estructura del óxido del cobalto del litio

El cátodo tiene una estructura acodada. Durante descarga, las iones de litio se mueven desde el ánodo al cátodo, y fluyen del cátodo al ánodo durante la carga. Las desventajas del cobalto del litio son relativamente corta vida, estabilidad termal baja y capacidad de carga limitada (poder específico). Como otras baterías de ión de litio cobalto-mezcladas, el óxido del cobalto del litio utiliza el ánodo del grafito. Su vida de ciclo es limitada principalmente por el interfaz sólido (SEI) del electrólito, que se manifiesta principalmente en el espesamiento gradual de la película de SEI y el problema de la galjanoplastia del litio durante el rapid que carga o que carga a baja temperatura. El más nuevo sistema material añade el níquel, el manganeso y/o el aluminio para mejorar vida de servicio, capacidad de carga y para reducir costes.

El óxido del cobalto del litio no se debe cargar y descargar en las corrientes sobre capacidad. Esto significa que 18650 baterías con 2.400 mAh se pueden cargar y descargar solamente en inferior o igual 2.400 mA. La carga o el uso rápida forzada de cargas más arriba que 2400mA llevará a la tensión del recalentamiento y de la sobrecarga. Para obtener la mejor tarifa de carga rápida, el fabricante recomienda un índice de carga de 0.8C o de cerca de 2.000 mA. El circuito de protección de la batería limita de carga y de descarga el índice de la unidad de energía a un nivel seguro alrededor de 1C.

Carta hexagonal de la araña (el cuadro 2) resume el funcionamiento del cobalto del litio en la energía o la capacidad específica relacionada con la operación; poder específico o capacidad de proporcionar la corriente grande; seguridad; funcionamiento en ambientes de la temperatura del cielo y tierra; vida incluyendo vida del calendario y de ciclo; características del coste. Otras características importantes no mostradas en la carta de la araña incluyen toxicidad, capacidad de carga rápida, autodescarga y la vida útil.

Cuadro 2: Carta de la araña de las baterías medias del cobalto del litio.

El cobalto del litio tiene excelente rendimiento en alta energía específica, pero puede proporcionar solamente funcionamiento general en características del poder, seguridad y vida de ciclo.