Disenyo ken panagaramid kadagiti lithium-ion a bateria

Disenyo a batayan dagiti lithium-ion a bateria

Dagiti Pangrugian a Prinsipio iti Disenyo

Masapul a naibatay ti disenio ti bateria kadagiti espesipiko a kasapulan ti de koriente nga alikamen ken dagiti kababalin tibateriaa mismo. Umuna, dagiti teknikal a parametro ti tunggal maysa a paset, agraman dagiti elektrodo, elektrolito, separator, ken casing, ket masapul a nalawag a maipalawag. Maysa pay, dagiti parametro ti proseso ti panagpataud ket kasapulan a napino a maitunos tapno masigurado a ti maudi a bateria ket makasangpet kadagiti nasakbay a naikeddeng nga espesipikasion ken dagiti mangipakita ti panagaramid (kas ti boltahe, kapasidad, ken tomo). Napateg ti nainkalintegan ken epektibo a disenio tapno mapasayaat ti panagandar ti bateria iti aktual a pannakausar; ngarud, ti panangsurot iti kasayaatan a solusion iti intero a proseso ti disenio ket nangnangruna a napateg.

Dagiti Kasapulan iti Disenyo

Iti disenio ti bateria, nasken a naan-anay a maawatan dagiti espesipiko a kasapulan ti target nga alikamen para kadagiti parametro ti panagaramid ti bateria ken ti aglawlaw ti panagpatarayna. Kaaduanna, rumbeng nga usigen dagiti sumaganad a kangrunaan a banag:

Dagiti bateria ti lithium-ion ket nasaknap a maus-usar gapu ti nasayaat a panagaramidda. Nupay kasta, kadagiti sumagmamano nga aplikasion, dagitoy ket masapul a makasangpet kadagiti sakop dagiti kanayonan a kasapulan, a kas ti panagandur kadagiti panagkigtot ken panagdayyeg, panagadaptar kadagiti nalabes a temperatura, ken panagpataray kadagiti nababa-presion nga aglawlaw. No agdisenio kadagitoy a bateria, malaksid pay iti panangikonsiderar kadagitoy a batayan a pisikal a kababalin, kasapulan a komprehensibo nga ikonsiderar dagiti banag a kas ti panagpili kadagiti raw materials, dagiti kangrunaan a banag a mangikeddeng kadagiti kababalin ti bateria, sapasap a panagaramid, dagiti proseso ti panagpataud, panaganalisar ti gastos-benepisio, ken temperatura ti panagpataray.

Dagiti kangrunaan nga indikador para iti panangtingiting iti panagaramid dagiti bateria ti koriente

1) Kapasidad

Ti kapasidad ti bateria ket tumukoy iti dagup a kaadu ti koriente a maited ti bateria iti sidong dagiti espesipiko a kasasaad ti panagdiskarga. Daytoy a konsepto ket kadawyan a naiyebkas a kas ti produkto ti agdama ken oras, ken sapasap a marukod kadagiti ampere-oras (Ah). Daytoy a parametro ket direkta nga apektaranna ti maximum operating current ti bateria ken ti kapaut ti agtultuloy a panagandar.

2) Karakteristiko ti Panagruar ken Internal Resistance

Dagiti kababalin ti panagdiskarga ti bateria ket mangipakita ti kinatalged ti boltahe ti panagruarna, ti tanap ti boltahe, ken ti nangato-agdama a panagdiskarga a panagaramidna iti sidong dagiti espesipiko a kasasaad. Dagitoy ti napateg a mangipamatmat iti panangrukod iti kapasidad ti karga ti bateria. Maysa pay, adda dua a kita ti resistensia iti uneg ti bateria: ohmic internal resistance ken polarization internal resistance. Dagitoy dua a kita ti akin-uneg a panagandur ket addaan iti partikular a naipangpangruna nga epekto iti sapasap a panagaramid ti panagiparuar bayat ti nangato-agdama a panagiparuar.

3) Sakup ti Temperatura ti Panagpataray

Tapno masigurado ti natalged a panagandar dagiti elektrikal nga alikamen iti sidong ti nadumaduma a kasasaad ti aglawlaw, masapul a taginayonen dagiti bateria ti nasayaat a panagaramid iti uneg ti espesipiko a temperatura.

4) Panagaramid ti Panagidulin
Kalpasan ti maysa a naikeddeng a panawen ti panagidulin, ti panagaramid ti bateria ket mabalin nga agbaliw gapu kadagiti nadumaduma a banag, a mangiturong iti self-discharge, panagruar ti elektrolito, dagiti short circuit, kdpy., isu a mangapektar ti panagaramidna.

5) Panagaramid ti Siklo
Ti panagaramid ti siklo ket mangibagbaga ti bilang dagiti siklo ti panagkarga-dagiti siklo ti panagdiskarga a ti sekondario a bateria ket makaibtur iti sidong dagiti espesipiko a paglintegan ti panagkarga-panagdiskarga aginggana ti panagaramidna ket bumaba iti nasakbay a naikeddeng a lebel. Daytoy ket maysa kadagiti napateg a mangipakita para iti panangtingiting ti napaut-panawen a panagtalek ti bateria.

6) Dagiti Kababalin ti Kinatalged
Ti kinatalged ti bateria ket kangrunaan a maiparangarang iti lebel ti kinatalgedna iti sidong dagiti abnormal a kasasaad ti pannakausar. Dagitoy nga abnormal a kasasaad ti panagusar ket mairaman ti sobra a panagkarga, panag-short circuit, panagsubok ti pannakastrek ti kuko, panagsubok ti panagduprak, pannakaisarang iti napudot a kahon, nadagsen a pannakadungpar ti banag, ken panagdayyeg. Ti abilidad ti bateria a mangandur kadagitoy a nalabes a kasasaad ket maysa kadagiti kangrunaan a banag iti panangikeddeng ti kinaumiso daytoy para kadagiti dadakkel-kadakkel nga aplikasion.

Alikamen para iti panagsagana ken panangiladawan kadagiti positibo ken negatibo a materiales ti elektrodo

panagsagana

panagsagana

Dagiti positibo ken negatibo a materiales ti elektrodo ket dagiti kangrunaan a paset dagiti bateria ti lithium-ion, a kas dagiti positibo nga elektrodo a kas ti LFePO4 wenno LiCoO2, ken dagiti negatibo nga elektrodo a kas ti grafito wenno silikon/karbon. Nadumaduma a material ti agkasapulan iti nadumaduma a pamay-an ti panagsagana. Daytoy a benneg ket agus-usar kadagiti ternario a positibo nga elektrodo a materiales a kas pagarigan tapno maiyam-ammo dagiti alikamen a kasapulan iti proseso ti panagsagana.

Panangiladawan iti karakter

Dagiti kangrunaan a materiales dagiti bateria ti lithium-ion, a kas dagiti positibo ken negatibo a materiales ti elektrodo, ket amin dagiti elektrokemikal a panagandar a materiales a nangruna a mangimpluensia ti elektrokemikal a panagaramid dagiti bateria ti lithium-ion. Adda dagiti relatibo nga adu a teknikal a mangipakita a maikonsidera bayat ti panagpataud ken panagrang-ay ti material, ken kasta met ti panagpataud ken panagusar ti bateria, ngem dagitoy ket nangruna a mairaman kadagiti tallo a kategoria: ti umuna a kategoria ket ti kristal nga estruktura ken mikroestruktura ti material; ti maikadua a kategoria ket dagiti pisikokemikal a mangipakita ti material, a mairaman ti pannakaiwaras ti kadakkel ti partikulo, espesipiko a kalawa ti rabaw, densidad ti gripo, ken ti elemental a komposision (a mairaman dagiti rugit); ken ti maikatlo a kategoria ket dagiti kababalin ti elektrokemikal a panagaramid ti material, a kas ti kapasidad, damo nga episiensiana, ken ti elektrokemikal nga impedance. Ti pannakaduktal ken pannakailadawan dagiti nadumaduma a mangipakita kadagiti kangrunaan a materiales ti bateria ti lithium-ion ket dakkel ti kaipapanan para iti panagsukisok ken panagrang-ay ti material, panagtengngel ti produksion, ken panagsigurado ti kalidad.

Buton lithium-ion a bateria ti panagaramid ti alikamen

Ti maysa a selula ti sinsilio, nga ammo pay a kas ti selula ti buton wenno kagudua-selula, ket kadawyan nga agus-usar ti litio a metal a kas ti negatibo nga elektrodo ken ti positibo a material ti elektrodo a kas ti positibo nga elektrodo; wenno ti lithium a metal a kas ti positibo nga elektrodo ken ti negatibo nga elektrodo a material a kas ti negatibo nga elektrodo. Ti bassit a kadakkelna, nababa a panagusar ti material iti panagaramid ti elektrodo, ken ti nangato a kinalukneng ket mangaramid daytoy a maysa a napateg nga alikamen para iti panagrang-ay ken panagsubok kadagiti aktibo a material para kadagiti bateria ti lithium-ion.

Iti tukad ti panagaramid ti elektrodo, dagiti material ken dagiti reahensia a kasapulan ket mairaman dagiti positibo ken negatibo a material ti elektrodo, dagiti konduktibo nga ahente, dagiti binder, ken dagiti kolektor ti koriente. Umuna, dagiti positibo ken negatibo nga aktibo a materiales ti elektrodo, dagiti konduktibo nga ahente, ken dagiti binder ket agpapada a nalaokan iti espesipiko a ratio babaen ti panagusar ti manual a panaggiling wenno mekanikal a homogenisasion. Kalpasanna, ti resultana a slurry ket makalupkop iti katupag a kolektor ti koriente. Iti panangkalupkop iti laboratorio, maikeddeng ti pamay-an ti panangkalupkop maibatay iti kaadu ti slurry. Para kadagiti dadakkel a slurry, mausar ti bassit a makina a pangkalupkop (Pigura (a)); para kadagiti babbabassit a slurries, ti maysa nga alikamen a mangporma ti pelikula-ket maus-usar para iti manual a panagkalupkop (Pigura (b)). Kalpasanna, mapamagaan ti elektrodo iti drying oven ken ma-compact babaen ti roller pressing. Ti panagiwa ket isu ti proseso ti umiso a panangputed iti elektrodo kadagiti nagtimbukel a pedaso. Sapasap, ti roller-naiprenta nga elektrodo ket mai-clamp iti nagbaetan ti papel ti panagtimbang ken maikabil iti makina ti panagsuntok tapno napardas a mangsuntok kadagiti babassit a pedaso ti elektrodo. Mabalin a maitunos ti diametro dagiti babassit a pedaso ti elektrodo babaen ti kadakkel ti punching die ti punching machine.