Lithium Rechargeable yog dab tsi?

Lithium rechargeable yog hais txog cov roj teeb uas siv lithium{0}}ion thev naus laus zis los khaws thiab tso tawm hluav taws xob hluav taws xob los ntawm kev them nqi rov qab thiab tawm mus. Cov roj teeb no txav lithium ions ntawm ob lub electrodes- feem ntau yog ib qho graphite anode thiab cov hlau oxide cathode- tso cai rau lawv rov qab tau ntau pua txog txhiab zaus.

Lo lus "lithium roj teeb" tiag tiag suav nrog ob pawg sib txawv nrog cov peev txheej sib txawv. Cov roj teeb lithium tseem ceeb yog ib zaug - siv cov khoom siv hluav taws xob tsim los rau cov khoom siv uas xav tau ntev - lub sij hawm, lub zog tsis tu ncua. Koj yuav pom cov no hauv cov pa luam yeeb, pacemakers, thiab qee qhov chaw taws teeb tswj. Thaum depleted, lawv yuav tsum tau muab pov tseg thiab hloov.

Rechargeable lithium batteries, hu ua lithium{0}}ion lossis Li- ion roj teeb, sawv cev rau lwm yam thev naus laus zis nkaus xwb. Qhov sib txawv tseem ceeb nyob hauv qhov rov qab ntawm lawv cov tshuaj tiv thaiv. Thaum koj ntsaws rau hauv koj lub xov tooj lossis lub laptop kom them, lithium ions migrate los ntawm cathode rov qab mus rau anode, khaws cia lub zog rau kev siv tom qab. Qhov no bidirectional ion flow distinguishes rechargeable lithium technology los ntawm nws pov tseg counterparts.

Tsis yog txhua yam khoom siv uas siv lub zog lithium tuaj yeem lees txais cov roj teeb rov qab. Cov yam ntxwv ntawm qhov hluav taws xob sib txawv ntawm ob hom- cov roj ntsha lithium tseem ceeb feem ntau xa 3.0V, thaum cov roj ntsha lithium rechargeable-ion cells muab 3.6-3.7V. Qhov sib txawv voltage no txhais tau tias koj tsis tuaj yeem sib pauv ib hom rau lwm yam yam tsis tau kuaj xyuas cov khoom siv sib xws.

Lithium Rechargeable

Nyob rau hauv txhua txhua rechargeable lithium roj teeb zaum ib tug ua tib zoo engineered system ntawm plaub yam tseem ceeb ua hauj lwm nyob rau hauv kev hais kwv txhiaj. Lub anode, feem ntau yog tsim los ntawm graphite, ua haujlwm tsis zoo electrode. Lub cathode-cov electrode zoo- siv cov khoom xws li lithium cobalt oxide (LCO), lithium hlau phosphate (LFP), los yog lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC). Nyob nruab nrab ntawm cov electrodes ntws ib cov kua electrolyte uas muaj lithium ntsev, thiab ib tug ntxeem tau separator tiv thaiv kev sib cuag ncaj qha ntawm lub anode thiab cathode thaum tso cai rau ion hla.

Thaum tso tawm, lithium ions tawm ntawm lub anode thiab taug kev los ntawm electrolyte mus rau cathode. Ib txhij, electrons ntws los ntawm koj lub cuab yeej lub voj voog, xa cov hluav taws xob hluav taws xob uas koj xav tau. Lub separator yuam cov electrons coj txoj hauv kev ntev los ntawm koj lub cuab yeej es tsis yog tsim kom muaj kev phom sij luv luv.

Recharge reverses tag nrho cov txheej txheem no. Thaum koj txuas lub charger, hluav taws xob tam sim no thawb lithium ions los ntawm cathode rov qab mus rau anode. Cov ions tseem ceeb rov qab mus rau lawv txoj haujlwm pib, npaj rau lub voj voog tawm tom ntej. Qhov no reversible intercalation-lub sij hawm technical rau ions inserting lawv tus kheej ntawm electrode khaubncaws sab nraud povtseg-enables lub rechargeability uas txhais cov roj teeb no.

Lub Battery Management System (BMS) ua raws li lub roj teeb lub hlwb thaum lub sijhawm ua haujlwm no. Lub tshuab hluav taws xob tswj hluav taws xob no txuas ntxiv saib xyuas ntawm tes voltage, kub, thiab tam sim no ntws. Nws tiv thaiv overcharging los ntawm disconnecting lub charger Circuit Court ib zaug hlwb mus txog 4.2V (tus qauv siab tshaj plaws rau feem ntau lithium-Ion chemistry). Nws kuj tseem tiv thaiv tshaj - tso tawm, uas tuaj yeem ua rau lub roj teeb puas tas mus li los ntawm kev ua kom tooj liab tawg los ntawm cov khoom siv tam sim no.

Rechargeable lithium thev naus laus zis tsis yog monolithic-ntau qhov sib txawv chemistry pab kev siv sib txawv raws li lawv cov yam ntxwv ua tau zoo.

Lithium cobalt Oxide (LCO)Cov roj teeb tseem ceeb ntawm cov khoom siv hluav taws xob thaum ntxov thiab tseem muaj zog feem ntau ntawm smartphones thiab laptops. Lawv muab lub zog ntom ntom txog 200-260 Wh/kg, ua rau lawv zoo heev rau kev siv qhov hnyav. Txawm li cas los xij, lawv tsis tshua muaj thermally ruaj khov dua li lwm txoj hauv kev thiab feem ntau xa 500-1000 lub voj voog.

Lithium Hlau Phosphate (LFP)Cov roj teeb txia qee lub zog ceev (100-180 Wh / kg) kom muaj kev nyab xeeb zoo tshaj plaws thiab siv tau ntev. Lawv cov qauv siv lead ua ruaj khov tiv thaiv thermal khiav tawm, thiab lawv niaj hnub ua tiav 2000-5000 cycles ua ntej degrading mus rau 80% muaj peev xwm. Cov tsheb hluav taws xob thiab cov khoom siv hluav taws xob nyob ruaj khov tau nce siab dua qhov kev siv tshuaj lom neeg txawm tias nws qhov hluav taws xob qis dua (3.2V nominal piv rau 3.7V rau LCO).

Lithium Polymer (LiPo)Cov roj teeb siv cov gel-zoo li lossis cov khoom polymer electrolyte tsis yog kua. Qhov no tso cai rau kev ntim khoom yooj yim hauv cov hnab nyias nyias uas ua raws li cov khoom siv. Koj yuav pom lawv hauv cov xov tooj smartphones, ntsiav tshuaj, thiab xov tooj cua- tswj cov tsheb uas hnyav hnyav heev. Lawv feem ntau muab 1000-2000 cycles.

Nickel Manganese Cobalt (NMC)Cov roj teeb sib npaug zog sib npaug (150-220 Wh/kg), lub zog muaj peev xwm, thiab kev ua neej nyob (1000-2000 cycles). Qhov kev ua tau zoo no ua rau lawv nrov hauv tsheb hluav taws xob, qhov chaw tsim khoom tuaj yeem kho cov nickel-manganese-cobalt piv rau qhov tseem ceeb ntawm lub zog muaj peev xwm lossis lub zog tso tawm raws li cov qauv tsim tsheb.

Kev nkag siab txog dab tsi txiav txim siab txog cov roj teeb lithium rechargeable lifespan yuav tsum tau saib dhau lub voj voog yooj yim suav rau seb cov roj teeb siv tau li cas.

Lub voj voog them nyiaj tshwm sim thaum koj siv 100% ntawm lub roj teeb lub peev xwm, txawm tias tsis tas yuav tsum tau nyob hauv ib qho kev tawm mus tas li. Siv 50% ib hnub thiab 50% suav tom ntej yog ib lub voj voog tiav. Siab -cov roj teeb zoo cylindrical ntawm tes- hom zoo li AA roj teeb tab sis loj dua - tuaj yeem xa 3000-5000 cycles ua ntej lub peev xwm poob mus rau 80% ntawm qhov qub. Prismatic hlwb (pas, duab plaub) feem ntau tswj 1000-2000 cycles, thaum lub hnab-style lithium polymer roj teeb feem ntau poob luv.

Cov lej no suav nrog kev them nqi kom raug. Kev caij tsheb kauj vab ib nrab- rov them dua ua ntej ua tiav tag nrho-tuaj yeem txuas lub roj teeb lub neej piv rau kev tso tawm tag nrho. Niaj hnub nimno lithium roj teeb tsis raug kev txom nyem los ntawm "nco nyhuv" uas plagued npib tsib xee qub-cadmium roj teeb, yog li koj muaj peev xwm recharge nyob rau txhua lub sij hawm yam tsis muaj kev nplua.

Qhov kub thiab txias cuam tshuam rau kev ua tau zoo tam sim ntawd thiab kev noj qab haus huv mus sij hawm ntev -. Kev khiav hauj lwm ntawm 40℃(104℃F) es tsis txhob 20℃(68℃F) tuaj yeem txo tag nrho lub neej ntawm 40%. Qhov txias txias tsis ua rau muaj kev puas tsuaj tas mus li tab sis txo qis ib ntus kom muaj peev xwm- lub roj teeb uas xa tag nrho lub zog ntawm 20℃tsuas yog muab 70% ntawm -10℃(14℃F).

Cia tej yam kev mob tseem ceeb heev. Lub roj teeb uas tau them tag nrho khaws cia ntawm lub hnub nyoog kub ceev tshaj plaws. Rau lub sijhawm ntev - khaws cia, cov tuam txhab xav kom them nyiaj rau 40-50% muaj peev xwm thiab khaws cov roj teeb hauv qhov chaw txias. Lub roj teeb khaws cia ntawm 25℃(77℃F) ntawm 40% tus nqi yuav khaws 96% muaj peev xwm tom qab ib xyoos, thaum ib qho khaws cia tag nrho ntawm 40℃(104℃F) tuaj yeem poob 35% hauv tib lub sijhawm.

Rechargeable lithium roj teeb lub zog muaj ntau yam txawv ntawm cov cuab yeej siv niaj hnub no, txhua daim ntawv thov siv cov yam ntxwv tshwj xeeb ntawm cov thev naus laus zis.

Consumer Electronics-Smartphones, laptops, tablets, thiab wireless earbuds tag nrho yog nyob ntawm lub zog siab ceev uas lithium technology muab. Lub roj teeb smartphone niaj hnub ntim 10-15 Wh rau hauv qhov chaw me dua li daim npav rho nyiaj, ib yam dab tsi ua tsis tau nrog cov roj teeb qub. Cov khoom siv no feem ntau siv LCO lossis NMC chemistry rau lub sijhawm ua haujlwm siab tshaj plaws hauv qhov chaw tsawg.

Hluav taws xob tsheb-Kev lag luam tsheb tau txais cov roj teeb lithium, nrog lub ntiaj teb EV roj teeb xav tau ntau dua 1 terawatt-teev ib xyoos ib zaug txij li xyoo 2024. Feem ntau EVs siv NMC lossis LFP roj teeb. NMC muab lub zog ntau dua rau qhov ntev dua, thaum LFP muab kev nyab xeeb zoo dua thiab lub neej ntev dua. Cov roj teeb pob rau lub tsheb fais fab muaj ntau txhiab tus tib neeg lub hlwb ua haujlwm ua ke kom khaws 50-100 kWh ntawm lub zog.

Cov cuab yeej fais fab-Cordless laum, saws, thiab lwm yam khoom siv fais fab hloov los ntawm nickel-cadmium rau lithium thev naus laus zis hauv 15 xyoo dhau los. Qhov siab dua qhov hluav taws xob (18V lossis 20V systems vs. 12V rau NiCd) thiab lub zog ntom ntom ua kom muaj kev tshaj lij- qib kev ua haujlwm yam tsis muaj hlua. Cov ntawv thov no cuam tshuam cov roj teeb uas muaj kev rub tawm tam sim no, yog li cov tuam txhab siv NMC lossis siab - tso tawm LFP chemistry.

Zog Cia Systems- hnub ci kev teeb tsa thiab daim phiaj - teev cia nce ntxiv ntawm cov roj teeb lithium kom ua kom lub zog txuas ntxiv mus ntxiv qhov tsis sib xws. Cov txheej txheem nyob hauv tsev feem ntau siv LFP chemistry, ua ntej kev nyab xeeb thiab kev ua haujlwm ntev tshaj qhov siab tshaj plaws ntawm lub zog. Raws li xyoo 2023, lithium{5}} roj teeb lithium tau suav txog ntau dua 80% ntawm 190+ gigawatt- teev cov roj teeb cia siv thoob ntiaj teb.

Cov cuab yeej kho mob-Implantable devices xws li pacemakers thiab insulin twj xav tau roj teeb uas muaj kev ntseeg siab thiab ntev - kav ntev. Qee tus siv cov lithium thawj zaug tau ntsuas rau 10+ xyoo, thaum cov khoom siv sab nraud tuaj yeem siv cov lithium rechargeable rau cov neeg mob yooj yim thiab cov txiaj ntsig ib puag ncig.

Lithium Rechargeable

Kev them nyiaj rov qab tau zoo lithium roj teeb yuav tsum nkag siab txog lawv cov kev xav tau tshwj xeeb thiab tam sim no, uas txawv ntawm lwm hom roj teeb.

Txheem lithium-ion chemistry yuav tsum tau them rau 4.2V ib lub xov tooj ntawm tes nrog qhov tseeb voltage tswj. Cov txheej txheem them nqi raug ua raws li ob-theem mus kom ze: tas li-tam sim no (CC) them tam sim no kom txog thaum lub hlwb ncav cuag 4.2V, tom qab ntawd tsis tu ncua-voltage (CV) charging tswj qhov voltage thaum tam sim no maj mam txo. Kev them nyiaj ua tiav thaum tam sim no poob rau kwv yees li 3-5% ntawm lub roj teeb lub peev xwm ntsuas.

Koj tsis tuaj yeem siv cov chargers tsim rau lwm hom roj teeb. Lead-acid chargers siv high voltage pulses uas yuav rhuav tshem lithium roj teeb. Ib yam li ntawd, nickel-cadmium los yog npib tsib xee-hlau hydride chargers siv voltage profiles incompatible nrog lithium chemistry. Ib txwm siv lub charger tshwj xeeb tsim rau lithium- roj teeb ion, qhov zoo tshaj yog ib qho uas phim koj lub roj teeb cov tshuaj lom neeg tshwj xeeb.

Kev them nyiaj ceev ceev tau zoo heev. Thaum cov roj teeb lithium thaum ntxov xav tau 3-4 teev kom them, cov hlwb niaj hnub nrog cov qauv tsim hluav taws xob zoo tuaj yeem lees txais tus nqi them txog li 1C (ib zaug muaj peev xwm ib teev) lossis siab dua. Qee lub tsheb fais fab tam sim no txhawb nqa 350kW DC ceev them, ntxiv 100+ mais ntawm ntau yam hauv 10 feeb. Txawm li cas los xij, kev them nqi nrawm nrawm nrawm nrawm dua piv rau kev them qeeb qeeb, ua rau nws yooj yim dua - piv rau kev ua lag luam ntev.

BMS ua lub luag haujlwm tseem ceeb thaum them nyiaj los ntawm kev saib xyuas tus kheej ntawm cov xov tooj ntawm tes hauv ntau - pob khoom ntawm tes. Txij li kev tsim cov kev hloov pauv txhais tau tias cov hlwb yeej tsis coj tus cwj pwm zoo ib yam, BMS ua kom txhua lub hlwb sib npaug los ntawm cov txheej txheem hu ua cell balancing. Qhov no tiv thaiv ib lub xov tooj ntawm tes kom dhau los lossis dhau - tawm, uas yuav txo cov peev txheej thiab ua rau muaj teeb meem kev nyab xeeb.

Thaum cov roj teeb lithium rechargeable feem ntau muaj kev nyab xeeb thaum tsim thiab siv tau zoo, lawv lub zog siab ceev txhais tau tias kev ua tsis tiav tuaj yeem ua rau muaj kev cuam tshuam loj heev.

Thermal runaway sawv cev rau thawj qhov kev txhawj xeeb txog kev nyab xeeb. Yog hais tias sab hauv kub nce siab tshaj li 80-90℃vim yog nyob rau hauv luv luv circuits, manufacturing tsis xws luag, los yog lwm yam kev puas tsuaj, ib tug self- txhawb zog cov tshuaj tiv thaiv yuav pib. Thaum tshav kub kub ua rau electrolyte decomposition, ua kom muaj cua sov thiab roj ntau, uas ua rau hluav taws kub los yog tawg. Cov roj teeb niaj hnub no suav nrog ntau yam kev nyab xeeb- lub qhov cua txias, thermal fuses, thiab kev tiv thaiv BMS-kom tiv thaiv qhov xwm txheej no.

Kev puas tsuaj rau lub cev rau cov roj teeb lithium ua rau muaj kev pheej hmoo loj. Puncturing ib lub xovtooj yuav ua rau ib qho luv luv Circuit Court nrog tam sim thermal runaway. Crushing los yog dabtsi yog khoov lub hnab hlwb puas tsuaj rau lub separator, muaj peev xwm cia ncaj qha electrode tiv tauj. Tsis txhob siv cov roj teeb uas pom kev puas tsuaj, thiab muab pov tseg kom zoo ntawm cov chaw tsim khoom siv rov ua dua tshiab.

Kev them nyiaj ntau dhau thiab tshaj - tso tawm ob qho tib si roj teeb thiab tsim kev phom sij. Them siab tshaj 4.2V (los yog 4.35V rau qee qhov tshiab chemistry) tuaj yeem ua rau cov khoom siv hluav taws xob tsis ruaj khov thiab ua rau cov lithium plating ntawm cov anode, tsim cov dendrites uas tuaj yeem tho qhov sib cais. Kev tso tawm qis dua li ntawm 2.5V ib lub xov tooj ntawm tes tuaj yeem yaj cov tooj liab los ntawm cov khoom siv tam sim no, txo qhov peev xwm mus tas li thiab tsim kom muaj kev pheej hmoo hauv luv luv.

Khaws cov roj teeb rau hauv qhov chaw txias, qhuav kom deb ntawm cov khoom siv hluav taws xob. Tsis txhob tso lawv mus rau qhov kub siab tshaj 60℃(140℃F), thiab tsis txhob tso cov roj teeb hauv tsheb kub thaum lub caij ntuj sov. Rau kev thauj mus los, cov cai tswj kev faib cov lithium- ion roj teeb raws li cov khoom txaus ntshai uas xav tau ntim tshwj xeeb thiab sau npe rau huab cua xa khoom tshaj qhov muaj peev xwm.

Tsis yog, koj xav tau lub charger tshwj xeeb tsim rau lithium{0}}ion chemistry. Cov chargers no tswj qhov voltage precisely rau 4.2V ib lub xov tooj ntawm tes thiab hloov ntawm qhov tam sim no mus tas li voltage them tau. Kev siv cov chargers txhais tau tias yog lead-acid lossis npib tsib xee- cov roj teeb raws li yuav ua rau cov roj teeb lithium puas tsuaj thiab tuaj yeem tsim kev nyab xeeb.

Cov roj teeb lithium zoo-Ion feem ntau xa 1000-5000 lub voj voog them tag nrho nyob ntawm kev siv tshuaj lom neeg thiab kev siv. Nyob rau hauv daim ntawv qhia hnub, cia siab tias 3-10 xyoo ntawm kev pab cuam lub neej. LiFePO4 chemistry muaj lub neej voj voog ntev tshaj plaws ntawm 3000-5000 cycles, thaum tus qauv lithium cobalt oxide feem ntau muab 500-1000 cycles ua ntej lub peev xwm loj.

Txhua lub roj teeb lithium tau dhau los ntawm daim ntawv teev npe laus vim tsis xav tau tshuaj lom neeg tshwm sim txawm tias so. Khaws cov roj teeb ntawm qhov kub thiab txias los yog tag nrho cov nqi ua kom qhov kev puas tsuaj no. Rau cov txiaj ntsig zoo tshaj plaws thaum khaws cia, them rau 40-50% thiab khaws cia hauv qhov chaw txias. Lub roj teeb khaws cia kom zoo tuaj yeem khaws ntau dua 95% muaj peev xwm tom qab ib xyoos.

Qhov kev sib txawv no confuses ntau tus neeg.Dab tsi yog lithium roj teebfeem ntau yog hais txog thawj (tsis yog{0}}rechargeable) hlwb siv hlau lithium. Lithium-Ion roj teeb yog rechargeable thiab tsis muaj metallic lithium-lithium nyob rau hauv daim ntawv ionic cia nyob rau hauv cov ntaub ntawv electrode. Ob hom tsis sib hloov vim qhov sib txawv voltages thiab chemistry sab hauv.

Lithium Rechargeable

Rechargeable lithium roj teeb technology txuas ntxiv mus sai heev. Kev tshawb fawb rau hauv cov khoom-lub xeev electrolytes cog lus siab dua lub zog ceev thiab txhim kho kev nyab xeeb los ntawm kev tshem tawm cov kua hluav taws xob hluav taws xob. Silicon anodes tuaj yeem ua kom muaj peev xwm los ntawm 30-40% dhau ib txwm graphite. Lithium-sulfur chemistry thaum kawg tuaj yeem xa cov hluav taws xob ntau tshaj 500 Wh / kg, ze li ob npaug ntawm cov tshuab tam sim no.

Cov roj teeb no tau hloov pauv peb khaws thiab siv hluav taws xob li cas. Los ntawm hnab tshos- xov tooj loj mus rau daim phiaj- nplai kev teeb tsa, lub tshuab lithium rechargeable ua rau niaj hnub txawb thiab txuas ntxiv tau- lub neej muaj zog. Kev siv thev naus laus zis sib xyaw ua ke ntawm lub zog siab ceev, tus nqi tsim nyog, thiab kev them rov qab tau ua rau nws lub zog tseem ceeb hauv kev daws teeb meem thoob plaws suav tsis txheeb. Raws li kev tsim cov nplai txuas ntxiv nce ntxiv thiab cov tshuaj lom neeg tshiab tau tshwm sim, cov roj teeb lithium rechargeable yuav ua rau peb cov khoom siv thiab tsheb ntau xyoo tom ntej.