Аккумулятор li ion размеры: Размеры аккумуляторов (Li-Ion, LiFePo4 и других)

Содержание

реальность или фейки? / Зарядки, пауэрбанки, провода и переходники / iXBT Live

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о литиевых аккумуляторах Palo формата 14500 с заявленной емкостью 900mah. Такие аккумуляторы предназначены для питания РУ-моделей, компактных фонариков и DIY-приборов,. Если интересно, как показали себя аккумуляторы, милости прошу…

 

 

Характеристики:
  • — Тип – Li-Ion аккумулятор
  • — Формат – 14500
  • — Емкость – 900mah
  • — Номинальное напряжение – 3,7V
  • — Плюсовой контакт – плоский
  • — Плата защиты – нет
  • — Вес — 20г

 

Внешний вид:

 

Аккумуляторы Palo 900mah поставляется в обычном почтовом пакете, вот в такой удобной коробочке:

Качество кейса среднее, но для нечастого использования сойдет:

Помимо литиевых аккумуляторов 14500, там можно хранить и обычные элементы формата АА («пальчики») или ААА (мизинчики). По сравнению с «народными» боксами, эти гораздо компактнее:

Сами аккумуляторы выглядят следующим образом:

Немного дезориентирует надпись «АА», которая обычно подразумевает щелочные/солевые батарейки или NiMH/NiCd аккумуляторы с номинальным напряжением 1,5V или 1,2V:

В остальном нареканий нет, ровно наклеенная термоусадка с хорошим принтом, на которой присутствуют знаки соответствия определенным директивам по содержанию вредных веществ. Само собой присутствуют предупреждения, что разбирать аккумуляторы нельзя и это чревато возгоранием:

Это относится больше к подросткам, которые любят «ковырять все и вся», но как показывает практика, они эти предупреждения не читают вовсе. От себя добавлю, что рабочий Li-Ion аккумулятор имеет в качестве электролита литий-содержащий состав, который при контакте с водой разлагает последнюю и сопровождается большим выделением тепла. Поэтому если щелочные/солевые батарейки и никелевые аккумуляторы можно без опаски разбирать, то с литием этот трюк лучше не повторять.

Напомню, что такие аккумуляторы (14500) используются, в основном, для питания радиоуправляемых моделей или компактных фонариков. При небольшой доработке могут использоваться в качестве альтернативного «силового» питания портативных устройств, изначально запитывающихся от трех элементов АА или ААА. Это могут быть как различные игрушки, РУ модельки, портативные ночники или гирлянды, различные пульты ДУ и прочее. Я же планирую использовать их для питания DIY-приборов.

Одна из особенностей данной модели – отсутствие платы защиты и плоский плюсовой контакт:

Это несколько снижает сферу безопасного использования, но имеет и некоторые плюсы. Для устройств, которым требуется выпуклый контакт, используйте дисковый неодимовый магнит или каплю припоя.

 

Габариты:

 

Li-Ion аккумулятор Palo 900 mah имеет формат 14500, что означает 14мм диаметр и 50мм длину. Реальные размеры составляют 14,05мм * 48,7мм:

Вот сравнение с актуальными форматами аккумуляторов (18650, АА и ААА):

Если сравнивать лицом к лицу с NiMH аккумулятором формата АА, то они практически одинаковые:

Но различаются типом химии, номинальным напряжением и энергоемкостью. Литиевые аккумуляторы в этом плане лучшие, но требуют правильного и аккуратного обращения.

Вес около 20г:

 

Тестирование:

 

Первоначальный замер напряжения показал уровень около 3,8-3,9V, что является далеко не самым оптимальным для хранения. Нормой считается около 3,5V, точнее заряд банки на треть емкости и похоже, что продавец немного зарядил банки перед продажей.

Перед тестами я всегда прогоняю аккумуляторы на номинальных токах в зарядном устройстве Opus BT-C3100 V2.2, дабы они вышли на номинальную емкость.

Замер емкости при разряде током 300ma (0,3А) показал неплохой результат в 830mah:

С учетом того, что аккумуляторов такого формата раз, два и обчелся, емкость хорошая. Навскидку, есть несколько «народных» моделек: Trustfire (с «огоньком») 900mah, Soshine (желтые) 900mah и Sofirn 900mah (темные). Первые показывают около 800mah, остальные по 820-840mah в «показометрах» Opus или Liitokala.

К сожалению, я не нашел спецификации на эту модель, поэтому разряд проводился до уровня 2,8V, хотя мне кажется, что они допускают разряд до 2,5V. Стандартным током разряда при анализе емкости считается 0,2С, где С- емкость. Если принять во внимание среднюю емкость 850mah, то номинальный ток разряда должен составлять 170ma (0,17А), около 200ma.

Я решил немного «ускорить» процесс и разряжал током 300ma (0,3А) в фирменном зарядно-балансировочном устройстве iCharger 208B:

Емкость аккумулятора, который показал чуть бОльшую емкость в Opus’е, составила около 885mah:

В качестве примера разряд второго, менее емкого аккумулятора током 1А до отметки 2,8V:

Емкость составила 820mah:

Вторая банка при аналогичных условиях показала емкость 860mah:

Результаты хорошие, аккумы практически не нагрелись. Судя по приблизительным замерам внутреннего сопротивления (около 120мОм) — это низкотоковые аккумуляторы и лучше не нагружать их продолжительно токами 2С и более.

 

Итого, перед нами достаточно хорошие аккумуляторы со средней реальной емкостью 850-880mah. При разряде до 2,5V вполне возможно, что покажут заявленные 900mah. Из дополнительных особенностей стоит отметить отсутствие платы защиты и выпуклого плюсового контакта, поэтому в случае необходимости используйте маленький дисковый магнит. По ресурсу и саморазряду не подскажу, это выяснится в процессе эксплуатации. Для фонариков, приборов и прочих устройств можно смело покупать.

 

Ссылка на обозреваемые аккумуляторы 14500 Palo 900mah ЗДЕСЬ

Ссылка на 14500 Trustfire 900mah ЗДЕСЬ

Ссылка на удобные боксы под аккумуляторы ЗДЕСЬ

По этим ссылкам я покупал ранее как Трасты, так и боксы. Аккумы Palo были куплены сравнительно недавно. Емкость у них хорошая, не 300mah как у остальной «китайщины»…

 

NKON | 18350 & 18500 — Литий-ионные

Большой выбор литий-ионных аккумуляторов формата 18350 и 18500. Почти все аккумуляторы имеются в наличии на данный момент. Для Вас аккумуляторы от лучших производителей, таких как: EagleTac, Enercig, Keeppower и многих других.

  • 2,95 €

    Добавить в корзину

  • Добавить в корзину

  • Добавить в корзину

  • Добавить в корзину

  • 3,25 €

    Добавить в корзину

  • 6,25 €

    Добавить в корзину

  • Добавить в корзину

  • Добавить в корзину

  • 3,75 €

    Добавить в корзину

  • Добавить в корзину

  • 3,25 €

    Добавить в корзину

  • 2,95 €

    Добавить в корзину

  • 3,75 €

    Добавить в корзину

  • in 10 days Добавить в корзину

  • 2,95 €

    Добавить в корзину

  • Добавить в корзину

Китай Li-ion аккумулятор Jcmkj 18650-1600Мач, гладкая поверхность, аккумулятор, E

Наша продукция широко применяется для электронных игрушек, Электронные сигареты, аварийная сигнализация, инструменты, портативные компьютеры, камеры и плееры Walkman, беспроводные микрофоны, медицинского оборудования и других электронных изделий.

Выполнении кривой другое передаточное число
напряжения
(v)

Время (мин.)

:
1. емкость:
номинальная: 1, 630Ма
Мин.: 1, 600 Мач

2. Размеры:
Диаметр: 18+/-0.2мм
высота: 65+/-0.2мм

3. Функции:
1) литий-ионный размера 18650 цилиндрический аккумулятор
2, 3,7 1, 600 Мач высокой емкости

3) более высокая плотность энергии и небольшого веса, чем другие типы аккумуляторов
4) изготовлены в соответствии с ISO9001 для обеспечения качества
5) защищает от печатной платы под и над зарядка аккумуляторной батареи — Низкое напряжение 2.8V, высокое напряжение 4.2V
6) батареи на основе Международной электротехнической комиссии (МЭК) стандарт для обеспечения потенциала, качество и срок службы.


No.

Пункт

Технические характеристики

1

Типичная емкость

@ 0.2C 1630Мач разгрузочного устройства

Минимальная емкость

1600Мач @ 0.2C разгрузочного устройства

2

Номинальное напряжение

3,7 В

3

Стандартная зарядка

CC/CV,0.2C5A, 4.20V

4

Стандарт выполнения

CC, 0.2C5A, 3,00V

5

Конец питающего напряжения

4.20V±0,05 В

6

По окончании ток зарядки

0,01 C5A (CV)

7

По окончании выполнения напряжение

3.0V

8

Время зарядки

8.0Hours(стандартная зарядка)

9

Быстрая зарядка нынешней

1600 МА(5 1.0C)

10

Быстрый ток разряда

1600 МА(5 1.0C)

11

Максимальный ток разряда

4800 Ма (5 3.0C)

12

Начальный импеданс

Max:65МОМ

13

Вес

Приблизительно:44±1g

14

Рабочая температура

Зарядка аккумуляторной батареи: 0~45 °C
отсоединение:-20~60 °C

15

Температура хранения

-5~35 °C

16

Влажность хранения

≤75 % относительной влажности

17

Внешний вид

Без царапин, искажений, загрязнения и утечки

18

Стандартные условия окружающей среды

Температура :23±5°C
Влажность: 45-75% относительной влажности
атмосферного давления: 86-106 КПА

Amazon.com: Литий-ионная аккумуляторная батарея ICR10440, размер AAA, 3,7 В, 350 мАч (верхняя часть кнопки — 16 шт.): Здоровье и дом


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
Количество батарей Требуется 16 батареек AAA.(в комплекте)
Марка PKCELL
Состав аккумуляторных ячеек Литий
Количество единиц 16.00 подсчитывать
Напряжение 3,7 Вольт

  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Модель: 3,7 В 350 мАч AAA ICR 10440 Батарея
  • Диаметр: 0.41 дюйм * Высота: 1,75 дюйма, они не могут заменить батарею 18 * 65 мм
  • ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать эти батареи в электрических устройствах, требующих батарей 1,5 В.
  • Более 2000 раз длительный срок службы, принесет вам высококачественный опыт.
  • Применение батареи: фонарик, налобный фонарь, фонарь, светодиодный светильник, свет для оружия. Садовый свет.

Подобный предмет для рассмотрения

% PDF-1.7 % 3642 0 объект > эндобдж xref 3642 124 0000000016 00000 н. 0000005646 00000 н. 0000006019 00000 п. 0000006065 00000 н. 0000006151 00000 п. 0000006738 00000 н. 0000006789 00000 н. 0000006839 00000 н. 0000006891 00000 н. 0000006942 00000 н. 0000006993 00000 п. 0000007108 00000 н. 0000008603 00000 н. 0000009146 00000 п. 0000009403 00000 п. 0000009998 00000 н. 0000010651 00000 п. 0000010902 00000 п. 0000011543 00000 п. 0000012109 00000 п. 0000012367 00000 п. 0000012982 00000 п. 0000039285 00000 п. 0000071596 00000 п. 0000094076 00000 п. 0000094133 00000 п. 0000094288 00000 п. 0000094877 00000 н. 0000095141 00000 п. 0000095389 00000 п. 0000108239 00000 п. 0000121691 00000 н. 0000156212 00000 н. 0000158903 00000 н. 0000167528 00000 н. 0000168604 00000 н. 0000172245 00000 н. 0000175170 00000 н. 0000175473 00000 н. 0000175901 00000 н. 0000176134 00000 н. 0000185308 00000 н. 0000185721 00000 н. 0000195260 00000 н. 0000195660 00000 н. 0000214639 00000 п. 0000215040 00000 н. 0000229202 00000 н. 0000229575 00000 н. 0000244330 00000 н. 0000248985 00000 н. 0000249036 00000 н. 0000249111 00000 п. 0000249501 00000 н. 0000249605 00000 н. 0000249651 00000 н. 0000249753 00000 н. 0000249799 00000 н. 0000249905 00000 н. 0000249951 00000 н. 0000250081 00000 н. 0000250127 00000 н. 0000250259 00000 н. 0000250305 00000 н. 0000250447 00000 н. 0000250493 00000 п. 0000250665 00000 н. 0000250711 00000 н. 0000250869 00000 н. 0000250915 00000 н. 0000251131 00000 н. 0000251177 00000 н. 0000251339 00000 н. 0000251385 00000 н. 0000251529 00000 н. 0000251575 00000 н. 0000251721 00000 н. 0000251767 00000 н. 0000251871 00000 н. 0000251917 00000 н. 0000252079 00000 н. 0000252125 00000 н. 0000252287 00000 н. 0000252333 00000 н. 0000252467 00000 н. 0000252513 00000 н. 0000252665 00000 н. 0000252711 00000 н. 0000252869 00000 н. 0000252915 00000 н. 0000253039 00000 н. 0000253085 00000 н. 0000253211 00000 н. 0000253257 00000 н. 0000253471 00000 н. 0000253517 00000 н. 0000253621 00000 н. 0000253667 00000 н. 0000253771 00000 н. 0000253817 00000 н. 0000253959 00000 н. 0000254005 00000 н. 0000254217 00000 н. 0000254263 00000 н. 0000254387 00000 н. 0000254433 00000 н. 0000254557 00000 н. 0000254603 00000 н. 0000254845 00000 н. 0000254891 00000 н. 0000255031 00000 н. 0000255077 00000 н. 0000255207 00000 н. 0000255253 00000 н. 0000255379 00000 н. — B XQV ( h [-jšmEf: snlss ~ |; {s

Знайте свои литий-ионные элементы, их технические характеристики и рабочие параметры • EVreporter

Приглашенный автор г-н Нирадж Кумар Сингал рассказывает о номенклатуре литий-ионных элементов, параметрах качества, ключевых требованиях к ячейкам и их сегрегации для группировки.

В статье:

  1. Технические характеристики литий-ионного элемента и листы данных
  2. Важные термины, относящиеся к характеристикам элемента / батареи и их описание
  3. Ожидания от хорошего литий-ионного элемента
  4. Важность каждого элемента в аккумуляторной батарее
  5. Параметры приема ячеек приобретенного лота
  6. Сортировка — процесс группировки ячеек, который должен выполняться аналогично
Литий-ионный элемент Технические характеристики и лист данных Цилиндрическая ячейка

обозначена цифрой e.грамм. 18650, и эта ячейка будет иметь номинальные размеры диаметром «18» мм, длиной «65» мм и обозначена цифрой «0», поскольку она имеет цилиндрическую форму.

Аналогичным образом призматические элементы обозначаются номинальной емкостью в Ач, например: FP55 указывает, что стандартная емкость составляет 55 Ач при 1С.

Каждая партия ячеек поставляется со своим важным «Техническим паспортом» или «Спецификацией». Важная информация может включать:

1. Номинальная емкость в мАч или Ач при 1C — 1C — это скорость разряда, при которой элемент полностью разряжается за 1 час

2. Номинальная емкость в мАч или Ач при -C (например, «3000 мАч при 0,2 C» означает, что при скорости разряда 3000 мАч элемент разряжается за 5 часов)

3. Номинальное, зарядное и разрядное напряжения : рабочее — например, 3,6 В, отсечка по верхнему краю — например, Отсечка 4,2 В и ниже — например, 2,5 В

4. Максимальный ток заряда и разряда : максимально допустимая скорость заряда и разряда Постоянный / переменный ток (например, 1C-2750 мАч для зарядки и 2C-5500 мАч для разряда — оба при температуре 25 o C)

5. Рекомендуемые температуры хранения — соразмерно продолжительности хранения

6. Температура эксплуатации и испытаний ячейки

7. Расчетное количество продолжительных циклов (жизненный цикл клеток ) : например, 3000 циклов при 80% мощности

8. Пропускная способность при различных прогрессивных циклах

9. Разрядная способность при различных более низких и высоких температурах и сроках хранения

10.Безопасность и меры по охране окружающей среды

Важные термины, относящиеся к характеристикам элементов / батарей, и их описание

Состояние зарядки (SOC)

Уровень заряда обычно выражается в процентах и ​​представляет собой степень доступной электрической энергии в элементе. Поскольку доступная электрическая энергия изменяется в зависимости от тока заряда и разряда, температуры и старения, состояние заряда также определяется с помощью двух терминов: Абсолютное состояние заряда (ASOC) и Относительное состояние заряда (RSOC). Относительный уровень заряда остается в диапазоне 0% -100% (100% при полной зарядке и 0% при полной разрядке). Абсолютный уровень заряда — это эталонное значение, рассчитанное в соответствии с расчетным значением фиксированной емкости при изготовлении элемента. Абсолютный уровень заряда нового полностью заряженного элемента составляет 100%, и даже если стареющий элемент полностью заряжен, он не может достичь 100% при различных условиях зарядки и разрядки.

Взаимосвязь между напряжением и емкостью элемента при различных скоростях разряда представлена ​​на рисунке ниже.Видно, что чем выше скорость разряда, тем меньше емкость элемента. Емкость ячеек также уменьшается при более низких температурах.

б) Максимальное напряжение зарядки

Хотя номинальное напряжение ионно-литиевых элементов с различным химическим составом варьируется от 3,2 до 3,7 В (за исключением элемента из титаната лития с номинальным напряжением 2,4 В), напряжение зарядки литиевых элементов обычно составляет от 4,2 В до 4,35 В, и это значение напряжения может изменяться в зависимости от различных комбинаций материалов катода и анода.

в) Полностью заряжен

Согласно общепринятым нормам, когда разница между напряжением элемента и самым высоким зарядным напряжением составляет менее 100 мВ, а зарядный ток падает до C / 10, элемент можно считать полностью заряженным. На рисунке ниже показана типичная кривая зарядной характеристики литиевого элемента.

г) Минимальное напряжение разряда

Минимальное напряжение разряда — это напряжение отключения разряда, при котором состояние заряда составляет 0%.Это минимальное значение напряжения разряда не является фиксированным значением и изменяется в зависимости от нагрузки, температуры, старения или других факторов.

д) Напряжение полного разряда

Это напряжение меньше или равно минимальному напряжению разряда.

f) Скорость заряда и разряда (C-Rate)

Скорость заряда и разряда — это выражение тока заряда и разряда относительно емкости элемента, которое указывает период времени, в течение которого элемент будет продолжать подавать энергию во время зарядки, и сколько времени потребуется элементу для полной зарядки.Термин 1C используется для обозначения скорости тока, при которой аккумулятор полностью разряжается за один час. Различная скорость заряда и разряда приведет к разной емкости использования. Как правило, чем выше скорость зарядки и разрядки, тем меньше доступная емкость.

г) Срок службы

Цикл — это процесс полной зарядки и разрядки элемента, который можно оценить по фактической разрядной емкости и проектной емкости. Обычно после 500 циклов заряда-разряда емкость полностью заряженного элемента падает на 10–20%.

ч) Саморазряд

Все элементы саморазряжаются при хранении при высоких температурах или в течение длительного времени. Скорость саморазряда увеличивается с ростом температуры. Возможные причины могут заключаться в порче ингредиентов электродов и электролитов и продолжении химических реакций в медленном темпе (даже если они не используются). Однако неправильное обращение и повреждение во время производственного процесса также могут привести к увеличению саморазряда. Обычно скорость саморазряда удваивается при повышении температуры элемента на 10 ° C. Ежемесячный уровень саморазряда литий-ионных элементов составляет примерно 1-2% по сравнению с ежемесячным уровнем саморазряда 10-15% для никелевых элементов.

Ожидания от хорошего литий-ионного элемента

Долговечность

Цикл и календарный срок определяют соотношение цены и качества для ячейки. Срок службы гарантирует, что емкость элемента останется выше 80%, когда он уже был подвергнут количеству циклов, гарантированному производителем.Точно так же заявленный календарный срок службы является гарантией того, что, независимо от того, используется он или нет, минимальная остаточная емкость элемента будет составлять 80% в течение периода заявленного жизненного цикла элемента. Чем выше скорость разряда, тем меньше емкость элемента. Точно так же при более низкой скорости разрядного тока из элемента можно извлечь больше энергии, поскольку не происходит глубокого падения напряжения элемента.

Оптимально, срок службы трехкомпонентного литиевого элемента составляет около 800 циклов, а для элементов из фосфата лития, железа и титаната — около 2000 и 10000 циклов соответственно. Поскольку внутреннее сопротивление и напряжение различаются для каждой из ячеек аккумуляторной батареи, становится очень важным сгруппировать элементы с одинаковой производительностью при изготовлении аккумуляторной батареи, чтобы обеспечить хороший срок службы. Поскольку глубокая зарядка и разрядка могут привести к необратимому повреждению аккумулятора, рекомендуемый диапазон SOC (состояние заряда) для цикла разрядка-зарядка составляет от 10 до 90%. Кроме того, если разрядка ионно-литиевых элементов выполняется регулярно при высокой скорости и высоких температурах, срок службы может сократиться на 75%.

Низкая стоимость

При покупке новой батареи рассмотрение цены неизменно включает сравнение первоначальной стоимости покупки за киловатт-час. Но логично, что стоимость должна также учитывать стоимость полного жизненного цикла, стоимость обслуживания, а также стоимость замены . Проще говоря, стоимость полного жизненного цикла является произведением средней мощности батареи и ее жизненного цикла (количество циклов подачи энергии в желаемом и заявленном диапазоне). Срок службы батареи в значительной степени зависит от срока службы каждой ячейки аккумуляторной батареи и интеллектуальной BMS, которая должна уметь определять слабые элементы, изолировать их и эффективно запускать функцию выравнивания . Точно так же самообслуживание батареи за счет использования механизмов самокоррекции без внешнего вмешательства должно работать долгое время, в то время как внешнее ручное вмешательство, чтобы вручную идентифицировать элементы с низким напряжением и заряжать их по отдельности или заменять их, следует избегать.

Высокая плотность энергии / удельная мощность

Поскольку удельная энергия (энергия, доступная на единицу объема или веса) литий-ионных элементов в 2,5 и 1,8 раза больше, чем у никель-кадмиевых и никель-водородных элементов соответственно, они, несомненно, превосходят в этом и, следовательно, литий-ионные аккумуляторные блоки. занимают меньше места, оставляя больше места для функциональных компонентов устройства. Литий-ионный химический состав имеет переменную плотность энергии и должен использоваться в зависимости от требований, а также соображений безопасности.Чем больше концентрация энергии в одном месте или в устройстве / оборудовании и чем больше его близость к людям, тем более интенсивными будут требования безопасности.

Высокое напряжение

Никель-металлогидридные элементы

имеют диапазон напряжений от 1,4 до 1,6 В, а никель-кадмиевые и никель-водородные элементы имеют типичное напряжение 1,25 В. Скорость разряда в течение периода хранения также высока для этих ячеек. Для сравнения, ионно-литиевые элементы имеют более высокий диапазон напряжений, и их потери при хранении также ниже. Для литий-железо-фосфатных элементов номинальное напряжение составляет 3,6 В, а для трехкомпонентных литиево-манганатных элементов — 4,2 В.

Из-за использования графитовых анодов напряжение литиевых элементов зависит от материалов катода . Напряжение ячейки может быть увеличено за счет выбора материалов, так что катод состоит из материала с высоким положительным потенциалом, а анодный материал — из материала с высоким отрицательным потенциалом. Разработка ячеек из материалов, приводящих к высокому напряжению ячеек, является еще одним способом увеличения плотности энергии и ограничения неиспользуемого мертвого пространства устройства или хранения более высокого кванта энергии в объемных хранилищах энергии.

Высокая энергоэффективность

Энергоэффективность — это разница между потребляемой энергией во время зарядки и выходной энергией во время разрядки. Зарядное напряжение неизменно выше, чем разрядное напряжение из-за кулоновской эффективности (эффективность зарядки — отношение разрядной емкости элемента к зарядной емкости во время набора цикла). Из-за внутреннего сопротивления элемента выделяется небольшое количество тепла как во время зарядки, так и во время разрядки.Входная и выходная электрическая энергия во время зарядки и разрядки в основном преобразуется в тепловую энергию. Лучшие клетки производят меньше тепла. С помощью кулоновского измерения можно измерить разницу между емкостями заряда и разряда для вычисления эффективности, а также выбрать для использования элементы более высокого качества.

Хорошие характеристики при высоких температурах

Литиевые элементы

должны обладать хорошими высокотемпературными характеристиками. Когда сердечник ячейки нагревается до более высокой температуры, катод, анод, сепаратор и электролит этих элементов должны иметь возможность сохранять хорошую стабильность и нормально работать при высоких температурах, чтобы обеспечить ожидаемый долгий срок службы.Аномальный перезаряд / чрезмерный разряд элемента, быстрая зарядка / разрядка, короткое замыкание, механическое неправильное обращение / неправильное обращение и высокотемпературные термические удары могут легко вызвать нежелательные реакции внутри элементов с выделением тепла и прямым повреждением поверхностей электродов. Температурная проблема литиевых элементов имеет большое влияние на безопасность литиевых элементов и батарей.

Хорошие характеристики при низких температурах

Литиевые элементы

хорошо работают при низких температурах, а ионы лития, электролит и электродные материалы поддерживают высокую активность химических реакций, их остаточная емкость высока, разрядная емкость снижается, а скорость зарядки остается высокой.

При понижении температуры оставшаяся емкость литиевого элемента уменьшается быстрее. Принудительная зарядка при низких температурах очень вредна и может привести к тепловому разгоне. За исключением серьезного ухудшения разрядной емкости, литиевые элементы нельзя заряжать при низких температурах. Основными причинами уменьшения срока службы литий-ионных элементов при использовании при низких температурах являются увеличение внутреннего импеданса и ухудшение емкости из-за осаждения ионов лития.

Таким образом, в спецификациях элементов в основном указывается диапазон рабочих температур элемента, в котором ожидается, что характеристики элемента / батареи будут соответствовать заявленным параметрам.

Хорошая безопасность

Хорошее качество исходных материалов сердечника и меры безопасности для элементов определяют безопасную работу элементов и получаемых в результате батарей. Материалы электродов, электролитов и сепараторов должны иметь хорошую термическую стабильность, совместимость, а электролит должен быть хорошим проводником с огнестойкими свойствами.Вспомогательные меры безопасности относятся к конструкции предохранительного клапана ячейки, конструкции предохранителя, конструкции термочувствительного сопротивления и чувствительности. После выхода из строя одной ячейки это может предотвратить распространение неисправности и изолировать ее.

Хорошая консистенция

Чтобы аккумуляторная батарея работала стабильно, необходимо обеспечить, чтобы элементы были из одного источника и из одной производственной партии, чтобы их уровни производительности были сопоставимы, а различия в их индивидуальных рабочих параметрах были очень низкими.Параметры производительности, которые должны быть проверены, в основном включают внутреннее сопротивление, емкость, напряжение холостого хода, зависящий от времени саморазряд и повышение температуры. Производительность батареи сильно зависит от самого слабого элемента, и срок службы батареи будет на уровне или меньше, чем фактический срок службы самого слабого элемента.

Простота сборки

Для изготовления батарейных блоков большое количество ячеек скомпоновано и соединено, чтобы сделать их пригодными для использования. Из одиночного элемента формируется модуль с использованием таких процессов, как сварка и опрессовка, и модуль подключается через высоковольтный провод, образуя аккумуляторный блок . В этом процессе простота пайки отдельных ячеек, дизайн интерфейса подключения для обжима и пригодность системы терморегулирования для каждой ячейки батареи влияют на простоту конструкции группы и эффективность группы. Некоторые аккумуляторные элементы могут иметь высокую плотность, но их форма может быть неудобной для пользователя.После переработки в аккумуляторные блоки плотность энергии составляет только половину от общего количества ячеек. Если отдельные элементы не соединены должным образом, плотность энергии элемента батареи не будет эффективно использоваться.

Важность каждой ячейки в аккумуляторном блоке

Емкость — Во время зарядки ячейка с наименьшей емкостью полностью заряжается первой, и BMS прерывает процесс зарядки по достижении условия отключения зарядки. Точно так же во время разряда элемент с небольшой емкостью сначала высвободит доступную энергию, и система прекратит разряжаться, когда будет достигнуто условие более низкого напряжения отключения.Таким образом, в батарее, состоящей из многих ячеек, элементы с небольшой емкостью всегда полностью разряжены, в то время как элементы с большой емкостью всегда используют часть емкости, и в результате часть емкости всей аккумуляторной батареи всегда остается в режиме ожидания.

Потеря срока службы — Срок службы аккумуляторной батареи зависит от элемента с самым коротким сроком службы, и как только элемент с самым коротким сроком службы ухудшается в производительности, выходная мощность аккумулятора резко снижается.

Внутреннее сопротивление и повышение температуры — Сопротивление каждой ячейки разное, и один и тот же ток течет через ячейки с разным внутренним сопротивлением.Ячейки с большим внутренним сопротивлением нагреваются сильнее и увеличивают температуру батареи, что, когда она слишком высока, приводит к ускорению скорости износа батареи. Повышенная температура вызывает дальнейшее повышение внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление и повышение температуры образуют порочную комбинацию, которая постепенно ухудшает качество и производительность батареи и сокращает ее срок службы.

Управление ячейками в батарее — В настоящее время инженеры в основном рассматривают три аспекта, чтобы иметь дело с несогласованностью и изменчивостью отдельных ячеек — сортировка ячеек для определения тех, которые имеют схожую производительность, управление температурой после группировки и использование хорошей системы управления батареей (BMS ), чтобы обеспечить выравнивание, когда между ячейками возникает небольшое несоответствие или вариация.

Прием ячеек купленного лота

Обычно литий-ионные элементы импортируются большими партиями напрямую или их можно купить у крупных импортеров элементов. Каким бы способом ни осуществлялась закупка, сначала получите сертификаты испытаний партии ячеек и выясните количество партий в партии. Убедитесь, что элементы заказаны и подходят для желаемого применения (например, солнечная энергия, двухколесная мобильность, накопление энергии и т. Д.).

Чтобы гарантировать качество полученных клеток, разработайте план отбора проб, согласно которому клетки отбираются для тестирования в собственной или зарегистрированной лаборатории. Кроме того, всех импортированных ячеек должны получить одобрение типа Бюро стандартов Индии путем тестирования образцов в лабораториях, зарегистрированных BIS или BIS. Ячейки протестированы в соответствии с IS 16046, часть 2 от 2018 г. и IS 16047, часть 3 от 2018 г., . Ключевые параметры тестирования включают:

  • Удаление газа (для накопления газа)
  • Зарядка при постоянном напряжении
  • Емкость при различных температурах
  • Внешнее короткое замыкание
  • Выносливость
  • Свободное падение
  • Термическое воздействие
  • Раздавливание
  • Принудительный разряд
  • Транспортные испытания

Испытания проводятся в основном в соответствии с параметрами, заявленными производителем ячейки, а также в соответствии с требованиями, указанными в индийском стандарте.После удовлетворительного завершения типовых испытаний ячейки могут быть испытаны / обработаны и т. Д. В Индии для предполагаемого использования.

Следующий процесс будет заключаться в сортировке ячеек для идентификации, разделения и использования ячеек с электрическими рабочими параметрами в пределах указанного диапазона для обеспечения хорошей, безопасной и длительной работы ячеек, используемых в устройстве или батарее.

Сортировка — процесс группировки ячеек, который должен выполняться аналогично

В идеале нельзя использовать разные партии ячеек вместе.Даже элементы из одной партии подвергаются экранированию, а элементы с узким диапазоном свойств группируются вместе и в один и тот же аккумуляторный блок. Цель сортировки — выбрать ячейки с похожими параметрами. Метод сортировки изучается в течение многих лет и в основном делится на статическую сортировку и динамическую сортировку.

Статическая сортировка Процесс проверяет напряжение холостого хода, внутреннее сопротивление, емкость и другие параметры ячеек. Выбираются целевые параметры, вводятся в статистические алгоритмы, устанавливается диапазон критериев отбора и ячейки одной партии разделяются на несколько групп.

Динамическое экранирование основано на характеристиках аккумуляторной ячейки в процессе зарядки и разрядки. Некоторые выбирают процесс зарядки постоянным током и постоянным напряжением, некоторые выбирают процесс заряда и разряда импульсным током, а некоторые сравнивают свои собственные зависимости кривых заряда и разряда.

Статический скрининг используется для начальной группировки, а динамический скрининг, который должен быть более точным, выполняется позже, чтобы можно было разделить больше групп с более узким диапазоном параметров, а точность скрининга намного выше.Стоимость возрастает, поскольку мы сужаем диапазон выбора и используем более точное оборудование для измерений.

Пошаговый процесс сортировки

1. Перед сортировкой ячеек необходимо привести к одинаковому значению напряжения. Первоначально они полностью заряжаются до верхнего порогового значения, а затем разряжаются до глубины разряда (DoD) нижнего порогового значения на машине для испытания заряда-разряда-заряда элементов. После этого уровень заряда элементов составляет 50%.Затем эти клетки направляются в комбинацию машин для наклеивания и сортировки наклеек.

2. Для предварительной статической сортировки используются сортировочные машины. Эти машины работают по принципу подачи фиксированного напряжения на клеммы ячейки и измерения внутреннего сопротивления ячейки.

На основе диапазонов сопротивления, определенных для различных групп, каждая клетка выделяется и сохраняется в назначенных каналах. Обычно используются сортировочные машины от 5 до 13 каналов.Входное напряжение определяется и устанавливается на основе химического состава ячеек и спецификации. Диапазон сопротивления для каждого канала определяется и подается на программный вход оборудования. Ячейки непрерывно перемещаются, измеряется их внутреннее электрическое сопротивление, и толкатель направляет тестируемые ячейки в нужный канал.

Сортировочная машина Semco

Если отсортированные ячейки должны использоваться в прецизионных устройствах, отсортированные ячейки канала могут быть дополнительно разделены до следующего десятичного значения путем повторения процесса заряда, разряда, достижения SOC 50% и повторной сортировки в более узком диапазоне сопротивления. .

Ключевые факторы при выборе сортировочной машины:

  • Размер тестируемого цилиндрического элемента
  • Источник питания 220 В переменного тока
  • Диапазон входного напряжения (подходит для литий-ионных элементов различного химического состава)
  • Диапазон сопротивления, а также чувствительность для регистрации и сообщения об изменении сопротивления (скажем, диапазон от 0 до 999 Ом и наименьшее количество от 0,1 до 1 миллиом).
  • Скорость измерения и вывода в час (в зависимости от производственных требований)
  • Варианты настройки диапазона в соответствии с требованиями
  • Количество необходимых каналов
  • Компьютерная система подачи тестовых данных
  • Устройство хранения и извлечения тестовых данных
  • Согласование скорости с машина для наклеивания этикеток
  • Техническая поддержка и обслуживание

Поскольку большинство ячеек подпадают под диапазон 5 В, верхний диапазон от 8 до 10 В, возможность измерения (разрешение 0.1 мВ) и диапазона измерения внутреннего сопротивления до 50-60 миллиОм с разрешением 0,1 МОм должно быть достаточно для обслуживания всего диапазона цилиндрических литий-ионных элементов. После испытания элементы из одной партии разделяются на основе их внутреннего сопротивления. Ожидается, что элементы с узким диапазоном внутреннего сопротивления будут иметь близкий диапазон рабочих характеристик.

Отображение информации о сортировке зависит от машины. Однако в основном диапазон напряжений, диапазон сопротивления, количество ячеек в каждом диапазоне и% от общего количества сегрегированных ячеек в каждом канале — отображаются на экране оборудования.

3. После разделения подходящие ячейки, попадающие в требуемый диапазон, хранятся вместе и идентифицируются с указанием партии. Такие ячейки отправляются на оборудование для тестирования и оценки ячеек. На оборудовании для тестирования элементов можно оценить заряд, разряд, емкость, повышение температуры, оценку срока службы и потерю емкости из-за хранения или многократного использования.

Также читайте: Проверка емкости литий-ионных элементов

Об авторе

Автором этой статьи является Нирадж Кумар Сингал, основатель и генеральный директор Semco Group.

Он увлечен чистой энергией и работает над различными проектами по созданию надежной литий-ионной экосистемы. Одно из его предприятий, SEMCO Infratech, является поставщиком решений для производства литий-ионных элементов и оборудования для сборки пакетов . С ним можно связаться по телефону [email protected]

.

Подпишитесь и будьте в курсе

Подпишитесь сегодня бесплатно и будьте в курсе последних событий в области электромобилей.

И не волнуйтесь, мы тоже ненавидим спам!

Стабильные аноды литиевых батарей с высокой емкостью и быстродействием после двумерной ковалентной инкапсуляции

Изготовление и определение характеристик

Материал SF @ G был синтезирован восстановлением диоксида кремния магнием для получения цветков силицена (SF) на который графен (G) был нанесен методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) (рис.2а). Сканирующая электронная микроскопия (SEM), просвечивающая электронная микроскопия (TEM) и изображения элементарного картирования (рис. 2b – f и дополнительный рис. 1) показывают морфологию SF @ G. SF @ G обладает микроразмерной архитектурой, напоминающей цветок гортензии, состоящей из множества взаимосвязанных нанопластинок. На поверхности каждой нанопластинки наблюдается конформное осаждение графеновых нанолистов (обычно 2 ~ 3 слоя) в соответствии с исследованиями плотности утряски, удельной поверхности, распределения пор по размерам, а также морфологии графена (дополнительные рис.2–4). Рамановский спектр (рис. 2g) SF @ G показывает интенсивный пик при 517 см -1 с плечом на более низкой частоте, подтверждая неповрежденные нанопластинки после процесса CVD 27 . Кроме того, отношение полосы D к полосе G оценивается примерно в 1,5, что указывает на присутствие точечных отверстий, дефектов и / или неупорядоченных доменов в осажденном графене, благоприятных для переноса ионов (рис. 2g и дополнительный рис. 5). Помимо характерных пиков Si (99,9, 100,3 эВ) и собственного слоя SiO 2 (103.6 эВ) спектр рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) области Si 2 p SF @ G демонстрирует две дополнительные полосы при 101,5 и 102,5 эВ (рис. 2h) в соответствии с C 1 s и O 1 s результаты (дополнительный рисунок 6). Эти пики можно отнести к межфазным связям Si – O – C между двумерными нанопластинами Si и G-нанолистами. Из-за конформного осаждения графена и последующего контакта площади с площадью между компонентами Si и C, как подтверждено наблюдениями SEM и TEM, это ковалентное связывание существует в двумерном режиме.Ковалентное связывание на границе раздела двухмерных компонентов можно описать с помощью предварительной химической структуры SF @ G (дополнительный рис. 7). Также важно отсутствие сигналов Si – O – C в обработанном плавиковой кислотой (HF) SF @ G (SF @ G-HF) (дополнительный рис. 8). Предполагается, что «образование пленки» связано со слоем естественного оксида кремния на кремниевых нанопластинах (дополнительный рис. 9). После взаимодействия с введенным газообразным водородом оксид кремния на нанопластинах Si частично восстанавливается до промежуточных продуктов Si – O при высокой температуре.Эти промежуточные продукты дополнительно объединяются с частицами углерода, полученными из метана, в то время как дополнительная подача метана обеспечивает осаждение графена. Если не указано иное, содержание Si в SF @ G составляет около 88% по оценке термогравиметрического анализа (дополнительный рис. 10).

Электрохимические и кинетические характеристики

Достигнутая ковалентная «слоистая» инкапсуляция SF @ G обеспечивает замечательные характеристики батареи (рис. 3 и 4). Как показано на рис. 3a, b и дополнительном рис.11, SF @ G демонстрирует улучшенную начальную кулоновскую эффективность (87%) и быстрое увеличение стабилизированной кулоновской эффективности> 99%, в резком контрасте с SF @ G-HF и SF. Эта значительно увеличенная кулоновская эффективность SF @ G отражает межфазную разницу между SF @ G и SF @ G-HF, хотя и состоит из одних и тех же компонентов. Необратимое потребление лития и последующее образование SEI можно строго предотвратить в SF @ G. Несмотря на то, что SF @ G имеет аналогичную архитектуру микроразмеров, он также предлагает значительно улучшенную стабильность при циклировании с высокой скоростью 2 A g −1 за 500 циклов по сравнению с SF @ G-HF и SF, обеспечивая высокую удельную емкость, которая более чем в пять раз превышает теоретическую емкость графита (рис.3в). Превосходная циклическая стабильность SF @ G также подтверждается прототипом полноклеточного устройства LFP // SF @ G, демонстрирующим как стабильную циклическую работу, так и высокую кулоновскую эффективность (рис. 3d). Емкости SF @ G и управляющих электродов при различных скоростях (рис. 4a, b) дополнительно демонстрируют превосходные возможности SF @ G. Удельная емкость SF @ G при скоростях 0,8, 2, 4, 8, 12, 16 и 20 А · г −1 составляет ~ 2646, 2194, 1763, 1389, 1119, 967 и 812 мА · ч · г — 1 соответственно. Для сравнения, как SF @ G-HF, так и SF не могут обеспечить такую ​​высокую пропускную способность, особенно при больших скоростях.Даже после циклирования при очень высоких скоростях тока до 20 A g -1 емкость все еще воспроизводима, что твердо подтверждает высокую обратимость и циклическую стабильность SF @ G. Как показано на рис. 4c, производительность этого двумерного ковалентно связанного SF @ G превосходит характеристики конкурирующих концепций дизайна, таких как точечный режим Si / C с серным мостиком 45 , точечный режим Si / C с кислородным мостиком. 24 и нековалентно связанный Si / C 37 (рис. 4в). Благодаря высокой гравиметрической способности и высокой плотности материала объемная емкость анодов SF @ G чрезвычайно высока (рис.4г, д). Учитывая весь объем электрода, а также изменение объема на 5,8 ~ 6,6% при циклировании (дополнительный рисунок 12), SF @ G демонстрирует объемную емкость 2350 мАч см −3 при скорости 0,8 A g −1 , что более чем в четыре раза больше (~ 550 мАч / см −3 ) коммерческих графитовых анодов. Даже при высоких скоростях 2, 4, 8, 12, 16 и 20 A g −1 доставляется объемная емкость 1952, 1547, 1202, 971, 869 и 694 мАч см −3 соответственно. , что составляет 54%, 74%, 65%, 699%, 1323% и 1442% от показателя SF по тем же ставкам.Достигнутая объемная емкость SF @ G заметно превосходит предыдущие результаты для различных кремниевых анодов 19,21,22,23,24,29,31,32,34,39,40,43 (рис. 4e). Кроме того, поверхностная емкость SF @ G может быть отрегулирована почти пропорционально массовой загрузке активного материала, а обратимая поверхностная емкость ~ 6 мАч · см −2 достигается при массовой нагрузке 2,48 мг · см −2 (рис. 4f), что намного выше, чем у коммерческой ячейки LIB. Кроме того, жизнеспособность SF @ G также характеризуется конкурентоспособной плотностью энергии (дополнительная таблица 1 и дополнительное примечание 1).Высокая обратимость, высокая емкость и высокоскоростная способность SF @ G отражают стабильный и быстрый перенос электронов и ионов из кремния и в кремний вместе с благоприятной кинетикой накопления лития. Эти свойства в первую очередь проистекают из прочного и эффективного контакта между кремнием и графеном на обеих сторонах каждой нанопластинки из-за ковалентной инкапсуляции и, как следствие, плотной двумерной связи между Si и C, хотя удельная площадь поверхности может быть дополнительным фактором. Этот сценарий хорошо подтверждается графиками Найквиста, полученными с помощью спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) (дополнительный рис.13) и дополнительно подтверждены значительно улучшенными значениями b (определяющими отношение пикового тока к скорости развертки) 37 как катодных (0,21 В), так и анодных (0,35 и 0,51 В) пиков SF @ G в сравнении с SF @ G-HF и SF (рис. 4g, дополнительный рисунок 14 и дополнительное примечание 2).

Рис. 3: Электрохимические характеристики SF @ G после циклирования.

a Профили заряда-разряда SF @ G, SF @ G-HF и SF при 0,2 A g −1 для первого цикла. b Кулоновская эффективность SF @ G, SF @ G-HF и SF для начальных пяти циклов. c Циклические характеристики SF @ G и управляющих электродов более 500 циклов при 0,2 A g -1 для первых двух циклов и 2 A g -1 для последующих циклов. Кулоновская эффективность SF @ G отложена на вторичной оси ординат. d Графики обратимой емкости и кулоновской эффективности в зависимости от цикла для полной ячейки LFP // SF @ G с SF @ G в качестве анода и коммерческим фосфатом лития-железа (LFP) в качестве катода (примечательно, что емкость основана на от веса активных материалов в катоде).

Рис. 4: Электрохимические характеристики SF @ G, испытанные при различных скоростях.

a Пропускная способность SF @ G, SF @ G-HF и SF циклически изменялась с разной скоростью от 0,8 до 20 А г -1 (десять циклов для каждой скорости). b Профили гальваностатического заряда / разряда SF @ G при различных скоростях. c Пропускная способность SF @ G при аннотированных скоростях по сравнению с типичными анодами Si / C с обычными режимами межфазного связывания, как указано. d Объемная емкость SF @ G, SF @ G-HF и SF при различных скоростях. e Объемная емкость при аннотированных скоростях тока для SF @ G с некоторыми типичными кремниевыми анодами, указанными в литературе, как указано. f Площадь ёмкости SF @ G при различных массовых нагрузках активного материала. g b -значение анодных (0,51 В и 0,35 В) и катодных (0,21 В) пиков для SF @ G, SF @ G-HF и SF, полученное из экспериментов по циклической вольтамперометрии (CV) при различной развертке. ставки.

Межфазная морфология и химический состав при циклировании

Чтобы выяснить структурную природу достигнутых характеристик, были исследованы межфазная морфология и химический состав циклированных SF @ G и контрольных образцов.СЭМ- и ПЭМ-изображения SF @ G, SF @ G-HF и SF после 100 циклов показаны на рис. 5a – c и дополнительных рис. 15 и 16. Очевидно, что SF @ G сохраняет первоначальную цветочную архитектуру при циклическом движении, обладая тонкой и гладкой межфазной морфологией. В отличие от этого, цветочная архитектура циклического SF @ G-HF размыта, с обилием довольно грубых отложений SEI, заполняющих промежутки между нанопластинами SF @ G-HF. В случае циклической SF цветоподобный вид почти полностью деформируется.Результаты XPS дополнительно отображают межфазные компоненты SEI циклических SF @ G, SF @ G-HF и SF (рис. 5d-f и дополнительные рисунки 17 и 18). Как показано на рис. 5d, XPS-спектр C 1 s циклического SF @ G обнаруживает пики, относящиеся к связям C – C, C – O и O = C – O (OCO) соответственно. Связи C – O и OCO подтверждаются обнаружением соответствующих положений энергии связи в спектре O 1 s SF @ G соответственно. Эти результаты предполагают присутствие полиэтиленоксида (PEO) и алкоксидов лития (ROLi) и карбоксилатов (ROCOLi) 49,50,51 в качестве типичных компонентов SEI в циклическом SF @ G.Хотя аналогичные пики, соответствующие связям C – C и C – O, все еще присутствуют, заметный пик появляется при 289,7 эВ в случаях SF @ G-HF и SF (рис. 5e, f), относящийся к карбонатсодержащим частицам. (обозначен как CO 3 ). Их спектры O 1 s предполагают присутствие Li 2 CO 3 в качестве основного компонента SEI в циклических SF @ G-HF и SF. Эти особенности четко характеризуют границу раздела материалов, на которой происходит электрохимическое восстановление и расход растворителей электролита (этиленкарбоната (EC) и диэтилкарбоната (DEC) в данной работе) (дополнительный рис.19 и дополнительное примечание 3) 49,50,51 . Хотя SF @ G-HF имеет такую ​​же поверхность взаимодействия с электролитом, что и SF, отражающая прямой контакт Si с электролитом в обоих случаях, SG @ G, очевидно, отличается из-за присутствия кожеподобной связи, что согласуется с результаты по кулоновской эффективности. Эти данные подтверждаются серией дополнительных пиков, таких как структуры силоксана (R – Si – OR ‘), LiF и соединения фосфора (Li x PF y и Li x PO y F z ) (см. Дополнительное примечание 4).

Рис. 5: Межфазная морфология и химический состав после циклирования.

a c SEM-изображения ( a ) SF @ G, ( b ) SF @ G-HF и ( c ) SF после 100 циклов. d f C 1 s , O 1 s , F 1 s , Li 1 s и Si 2 p XPS-спектры ( d ) циклического SF @ G, ( e ) циклический SF @ G-HF и ( f ) циклический SF. г Концентрации межфазных атомов циклических SF @ G, SF @ G-HF и SF. ч. Схематическое описание интерфейса циклических SF @ G, SF @ G-HF и SF, демонстрирующее отчетливо разные компоненты, как у большинства циклических SF @ G и контрольных образцов. Примечательно, что компоненты, отмеченные серым цветом, представляют меньшую часть, а толщина SEI не масштабируется. Масштабные линейки, 2 мкм (, , , ).

Четкое различие межфазных компонентов описывается далее элементным составом циклических образцов (рис. 5g). В циклическом SF @ G большая часть составляет C (~ 77 ат.%), Наряду с низкой концентрацией O и Li, а также незначительной концентрацией F и P, что доказывает преобладающую органическую природу SEI в SF @. ГРАММ.По сравнению с SF @ G, циклические SF @ G-HF и SF демонстрируют аналогичные концентрации атомов, соответствующие их SEI с преобладанием неорганических веществ, где концентрация C существенно снижена до ~ 37% и ~ 32 ат.%, Соответственно, с концентрация O, Li, F, P и Si значительно увеличилась. Отчетливо высокая концентрация O и Li как в SF @ G-HF, так и в SF указывает на Li 2 CO 3 в качестве основного компонента. Как схематично показано на рис. 5h, основные межфазные ингредиенты циклических SF @ G-HF и SF последовательно включают Li 2 CO 3 , LiF, Li x PF y , Li x PO y F z и R – Si – OR ‘; Интерфейс циклического SF @ G в основном состоит из органических веществ (например,g., PEO, ROLi и ROCOLi) с почти незначительным количеством неорганических материалов. После промывки 5% -ной соляной кислотой (HCl) циклический SF @ G демонстрирует морфологию поверхности раздела и элементный состав (например, C, O), аналогичный немытому, тогда как циклические SF @ G-HF и SF показывают сценарий полностью отличается от немытых аналогов (дополнительные рисунки 17 и 20–22), что отражает стабильные характеристики интерфейса SF @ G. Обсуждаемые выше различия также обнаруживаются элементным составом, полученным из анализа EDX (дополнительный рис.23 и дополнительное примечание 5). Эта стабильность межфазного контакта подтверждена результатами EIS (дополнительный рисунок 24). Примечательно, что ковалентное связывание, присутствующее в SF @ G, хорошо сохраняется, тогда как его двумерная гибридная структура сохраняется при циклировании (дополнительные рисунки 20, 25 и 26 и дополнительное примечание 6). Следует также отметить, что эта структурная и межфазная стабилизация в сочетании с минимальными вариациями толщины электродов (дополнительный рис. 12) указывают на лучшее приспособление к изменению объема кремния в SF @ G.Это может быть связано с двумерным характером (имитирующим поведение плоской тонкой пленки) и трехмерной пространственной ориентацией (создание свободного пространства для размещения изменения объема) задействованных нанопластин 27 . Сходная морфология поверхности раздела и химический состав циклических SF @ G-HF и SF раскрывают недостаточную способность углерода, гибридизованного с кремнием двумерным нековалентным образом, блокировать прямой контакт Si с электролитом.В частности, в случае SF @ G-HF графен (G) не может эффективно ингибировать нежелательные побочные реакции между Si и электролитом и последующее распространение SEI при циклическом движении, даже если для смягчения структурных и межфазных изменений принята гибридная структура, подобная сэндвичу. Si при литировании и делитировании. Ожидается, что электролит проникает через поры и / или дефекты G и взаимодействует с динамической границей раздела Si. Напротив, заметная разница в межфазной морфологии и составе циклического SF @ G является твердым доказательством критически важной роли кожеподобного ковалентного связывания в нашей концепции для принципиального блокирования прямого контакта Si с электролитом, обеспечивая тонкий и стабильный SEI. и поддерживайте установленный контакт во время езды на велосипеде.

Sony BA950 аккумулятор — Li-Ion Specs

Аккумулятор Sony BA950 — Литий-ионный | 1273-5991

Общие

  • Тип продукта

    Аккумулятор

  • Производитель

    Sony

Разное

  • Цветовая категория

    чернить

  • Цвет

    чернить

Заголовок

  • Марка

    Sony

  • Линия продуктов

    Sony

  • Модель

    BA950

  • Количество в упаковке

    1

Размеры и вес

  • Ширина

    0.3 в

  • Глубина

    2.2 в

  • Рост

    2.2 в

  • Масса

    1.49 унция

Общие

Призматические элементы и карманные батареи

Все больше и больше литий-ионных приложений используют призматическую конструкцию или конструкцию пакетных элементов (soft pack), что является отличным способом снизить вес и стоимость, а также оптимизировать эффективность упаковки на уровне батареи.

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторные системы

все чаще становятся выбором для многих приложений из-за более высокой удельной плотности энергии литий-ионных аккумуляторов по сравнению с основными технологиями предыдущего десятилетия, такими как никель-кадмиевые и свинцово-кислотные аккумуляторы.

Литий-ионная технология

имеет более высокое выходное напряжение на элемент, чем многие другие системы. Следовательно, для данного напряжения батареи требуется меньше ячеек.


Призматические аккумуляторные батареи

Представленная в начале 1990-х призматическая ячейка удовлетворяет спрос на более тонкие размеры и более низкие производственные затраты.Упакованные в элегантные упаковки, напоминающие коробку жевательной резинки или небольшую плитку шоколада, призматические ячейки оптимально используют пространство за счет многослойного подхода. Эти клетки преимущественно встречаются в мобильных телефонах с литий-ионными батареями. Универсального формата не существует, и каждый производитель создает свой собственный. Если конструкция корпуса позволяет на несколько миллиметров больше в сотовом телефоне или ноутбуке, производитель разрабатывает новую упаковку ради большей емкости. Большой объем оправдывает этот шаг.


Батарейные блоки с призматическими элементами

Призматические элементы также активно внедряются в более крупные форматы.Упакованные в сварные алюминиевые корпуса, элементы обеспечивают емкость от 20 до 30 Ач и в основном используются для электрических трансмиссий в гибридных и электромобилях. На рисунке 4 показана призматическая ячейка.

Призматическая ячейка требует немного более толстой стенки, чтобы компенсировать пониженную механическую стабильность цилиндрической конструкции, что приводит к небольшому падению емкости. Эту потерю компенсирует оптимизация использования пространства. Призматические элементы для портативных устройств имеют диапазон от 400 мАч до 2000 мАч.

Призматические ячейки содержатся в прямоугольной банке. Электроды либо уложены друг на друга, либо имеют форму сплющенной спирали. Обычно они имеют очень тонкий профиль для использования в небольших электронных устройствах, таких как мобильные телефоны. Призматические элементы обеспечивают лучшее использование пространства за счет немного более высоких производственных затрат, более низкой плотности энергии и большей уязвимости к набуханию, но это второстепенные эффекты, которые не являются серьезным недостатком.

Призматическая ячейка улучшает использование пространства и обеспечивает гибкую конструкцию, но она может быть более дорогой в производстве, менее эффективной в управлении температурой и иметь более короткий срок службы, чем цилиндрическая конструкция.


Типичная емкость (Ач) при 0.2C 40 50 50 200 275
Номинальное напряжение (В) 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2
Размер (мм) 148 * 27 * 97 148 * 40 * 103 148 * 27 * 129 173 * 53 * 207 173 * 71 * 207
Вес (г) 0.86 1,15 0,86 4,1 5,2
Внутреннее сопротивление (мОм) 1 1 1 0,2 0,4
Выгрузка Непрерывная разрядка 3C 3C 3C 3C 3C
Плата Стандартный 0.5C 0,5C 0,5C 0,5C 0,5C
Макс.
Конечное напряжение (В) 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6
Температура Заряд 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С
Выгрузка -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С
Жизненный цикл 2000 циклов 2000 циклов 2000 циклов 2000 циклов 2000 циклов

Батарейные блоки с ячейками мешка

В 1995 году аккумуляторный отсек удивил мир аккумуляторных батарей радикально новым дизайном.Вместо того, чтобы использовать металлический цилиндр и электрический ввод между стеклом и металлом для изоляции, выводы из проводящей фольги, приваренные к электроду и запаянные к пакету, выводят положительные и отрицательные клеммы наружу.

Пакет-ячейка наиболее эффективно использует пространство и обеспечивает эффективность упаковки от 90 до 95 процентов, что является самым высоким показателем среди аккумуляторных блоков. Отсутствие металлического корпуса снижает вес, но элемент нуждается в альтернативной опоре в аккумуляторном отсеке.

Чехол-ячейка предлагает простое, гибкое и легкое решение для конструкции батареи. Воздействие высокой влажности и высоких температур может сократить срок службы.


Типичная емкость (Ач) при 0.2C 2,5 3,3 4,5 6 8
Номинальное напряжение (В) 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2
Размер (мм) 96 * 61 * 7,2 97 * 43 * 13 132 * 76 * 7,1 150.47 * 10 127 * 88 * 21
Вес (г) 75 97 130 146 225
Внутреннее сопротивление (мОм) 5 4 4 3 3,5
Выгрузка Непрерывная разрядка 30C 30C 30C 30C 30C
Импульсный разряд 60C 2S 60C 2S 60C 2S 60C 2S 60C 2S
Конечное напряжение (В) 2.3 2,3 2,3 2,3 2,3
Плата Стандартный 0,5C 0,5C 0,5C 0,5C 0,5C
Макс.
Конечное напряжение (В) 3.6 3,6 3,6 3,6 3,6
Температура Заряд 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С 0 ~ 45 ° С
Выгрузка -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С -20 ~ 60 ° С
Жизненный цикл 2000 циклов 2000 циклов 2000 циклов 2000 циклов 2000 циклов

Pouch Cell Applications

Чехол-аккумуляторный блок можно найти в потребительской, военной, а также автомобильной промышленности.Стандартизированных ячеек для пакетов не существует, поэтому каждый производитель создает ячейки для конкретного применения. Пакеты-пакеты обычно бывают литий-полимерными. Его удельная энергия часто ниже, а элемент менее долговечен, чем литий-ионный аккумулятор в цилиндрическом корпусе.


Батарейный блок мешка внутри приложения


Клетки набухающего мешка

Набухание или вздутие в результате газообразования во время зарядки и разрядки вызывает беспокойство.Производители аккумуляторов настаивают на том, чтобы эти аккумуляторы не выделяли лишних газов, которые могут привести к вздутию. Тем не менее, чрезмерное набухание может произойти, в основном из-за неправильного изготовления, а не неправильного использования. У некоторых дилеров случаются сбои из-за разбухания определенных партий на целых три процента. Давление от вздутия может привести к растрескиванию крышки аккумуляторного отсека, а в некоторых случаях — к поломке дисплея и электронной платы. Производители заявляют, что надутый элемент безопасен. Хотя это может быть правдой, не прокалывайте опухшие клетки в непосредственной близости от источников тепла или огня; Выходящие газы могут воспламениться.На рис. 6 показан набухший мешочек.

Набухание может происходить как часть газообразования. Производители аккумуляторов расходятся во мнениях, почему это происходит. Батарея 5 мм (0,2 дюйма) в твердом корпусе может вырасти до 8 мм (0,3 дюйма), а в упаковке из фольги.

Чтобы предотвратить набухание, производитель добавляет лишнюю пленку, чтобы создать «газовый мешок» за пределами ячейки.Во время первой загрузки газы уходят в газовый баллон, который затем отсекается, а упаковка снова герметизируется в рамках процесса отделки. Ожидайте некоторого отека при последующих обвинениях; От 8 до 10 процентов за 500 циклов — это нормально. В аккумуляторном отсеке необходимо предусмотреть возможность расширения. Лучше не складывать ячейки мешочка, а класть их ровно бок о бок. Избегайте острых краев, которые могут повредить ячейку мешочка при расширении.


Аккумуляторная батарея с набуханием в результате газообразования во время зарядки и разрядки

Корпуса

обычно используются для литий-полимерных элементов с твердыми электролитами, обеспечивая недорогую «гибкую» (иногда непредусмотренную) конструкцию.Электроды и твердый электролит обычно уложены слоями или слоями и заключены в оболочку из фольги. Твердый электролит позволяет создавать более безопасные и герметичные элементы. Конструкция из фольги позволяет создавать очень тонкие и легкие элементы конструкции, подходящие для приложений с высокой мощностью, но из-за недостаточной жесткости корпуса элементы склонны к набуханию при повышении температуры элемента. При выборе элементов, подходящих для конкретной полости, указанной для аккумуляторного отсека, необходимо учитывать возможность набухания.Элементы также уязвимы к внешним механическим повреждениям, и конструкция батарейного блока должна быть спроектирована таким образом, чтобы предотвратить такие возможности.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *