Menurut statistik, permintaan global untuk baterai lithium-ion telah mencapai 1,3 miliar, dan dengan area aplikasi yang terus berkembang, angka ini meningkat dari tahun ke tahun.Oleh karena itu, dengan pesatnya penggunaan baterai lithium-ion di berbagai industri, kinerja keselamatan baterai semakin menonjol, tidak hanya membutuhkan kinerja pengisian dan pengosongan yang sangat baik dari baterai lithium-ion, tetapi juga membutuhkan tingkat yang lebih tinggi. dari kinerja keselamatan.Bahwa baterai lithium pada akhirnya menyebabkan kebakaran dan bahkan ledakan, tindakan apa yang dapat dihindari dan dihilangkan?
Pertama-tama, mari kita pahami komposisi material baterai lithium.Kinerja baterai lithium-ion terutama bergantung pada struktur dan kinerja bahan internal baterai yang digunakan.Bahan baterai internal ini meliputi bahan elektroda negatif, elektrolit, diafragma dan bahan elektroda positif.Diantaranya, pilihan dan kualitas material positif dan negatif secara langsung menentukan performa dan harga baterai lithium-ion.Oleh karena itu, penelitian bahan elektroda positif dan negatif yang murah dan berkinerja tinggi telah menjadi fokus pengembangan industri baterai lithium-ion.
Bahan elektroda negatif umumnya dipilih sebagai bahan karbon, dan pengembangannya relatif matang saat ini.Pengembangan bahan katoda telah menjadi faktor penting yang membatasi peningkatan lebih lanjut dari kinerja baterai lithium-ion dan penurunan harga.Dalam produksi komersial baterai lithium-ion saat ini, biaya bahan katoda menyumbang sekitar 40% dari keseluruhan biaya baterai, dan pengurangan harga bahan katoda secara langsung menentukan penurunan harga baterai lithium-ion.Ini terutama berlaku untuk baterai daya lithium-ion.Misalnya, baterai lithium-ion kecil untuk ponsel hanya membutuhkan sekitar 5 gram bahan katoda, sedangkan baterai daya lithium-ion untuk mengemudikan bus mungkin membutuhkan bahan katoda hingga 500 kg.
Meskipun secara teoritis banyak jenis bahan yang dapat digunakan sebagai elektroda positif baterai Li-ion, komponen utama bahan elektroda positif yang umum adalah LiCoO2.Saat mengisi daya, potensial listrik yang ditambahkan ke dua kutub baterai memaksa senyawa elektroda positif untuk melepaskan ion litium, yang tertanam dalam karbon elektroda negatif dengan struktur pipih.Saat dilepaskan, ion litium mengendap keluar dari struktur pipih karbon dan bergabung kembali dengan senyawa pada elektroda positif.Pergerakan ion litium menghasilkan arus listrik.Ini adalah prinsip cara kerja baterai litium.
Meskipun prinsipnya sederhana, dalam produksi industri aktual, ada banyak masalah praktis yang perlu dipertimbangkan: bahan elektroda positif membutuhkan aditif untuk mempertahankan aktivitas pengisian dan pengosongan ganda, dan bahan elektroda negatif perlu dirancang di tingkat struktur molekul untuk menampung lebih banyak ion litium;elektrolit yang diisi antara elektroda positif dan negatif, selain menjaga stabilitas, juga harus memiliki konduktivitas listrik yang baik dan mengurangi resistansi internal baterai.
Meskipun baterai lithium-ion memiliki semua keunggulan yang disebutkan di atas, tetapi persyaratannya untuk sirkuit perlindungan relatif tinggi, dalam penggunaan proses harus benar-benar untuk menghindari fenomena over-charging, over-discharge, arus pelepasan tidak boleh terlalu besar, secara umum, laju pengosongan tidak boleh lebih besar dari 0,2 C. Proses pengisian baterai litium ditunjukkan pada gambar.Dalam siklus pengisian, baterai lithium-ion perlu mendeteksi voltase dan suhu baterai sebelum pengisian dimulai untuk menentukan apakah dapat diisi.Jika voltase atau suhu baterai berada di luar kisaran yang diizinkan oleh pabrikan, pengisian daya dilarang.Kisaran voltase pengisian daya yang diperbolehkan adalah: 2.5V~4.2V per baterai.
Jika baterai dalam kondisi pengosongan yang dalam, pengisi daya harus memiliki proses pra-pengisian agar baterai memenuhi persyaratan untuk pengisian cepat;kemudian, sesuai dengan tingkat pengisian cepat yang direkomendasikan oleh produsen baterai, umumnya 1C, pengisi daya mengisi baterai dengan arus konstan dan voltase baterai naik perlahan;setelah tegangan baterai mencapai tegangan penghentian yang ditetapkan (umumnya 4.1V atau 4.2V), pengisian arus konstan dihentikan dan arus pengisian daya Setelah tegangan baterai mencapai tegangan penghentian yang ditetapkan (umumnya 4.1V atau 4.2V), pengisian arus konstan berakhir, arus pengisian berkurang dengan cepat dan pengisian memasuki proses pengisian penuh;selama proses pengisian penuh, arus pengisian berkurang secara bertahap hingga laju pengisian menurun hingga di bawah C/10 atau waktu pengisian penuh dilampaui, kemudian berubah menjadi pengisian cut-off atas;selama pengisian cut-off atas, pengisi daya mengisi ulang baterai dengan arus pengisian yang sangat kecil.Setelah periode pengisian batas atas, pengisian daya dimatikan.
Waktu posting: Nov-15-2022