Compreensão rápida das características e parâmetros de seis baterias de lítio comuns (1/6)

Nós falamos frequentemente sobre as baterias de lítio ternárias ou as baterias do ferro-lítio, que são nomeadas após baterias de lítio de acordo com materiais ativos positivos. Neste papel, seis tipos comuns de baterias de lítio e seus parâmetros de desempenho principais são resumidos. Como se sabe, os parâmetros específicos da mesma linha da tecnologia não são exatamente os mesmos. Este papel mostra o nível geral dos parâmetros atuais. Seis tipos de baterias de lítio incluem: óxido do cobalto do lítio (LiCoO 2), manganato do lítio (LiMnO 4), manganato do cobalto do níquel do lítio (LiNiMnCoO 2 ou NMC), aluminato do cobalto do níquel do lítio (LiNiCoAlO 2 ou NCA), fosfato do ferro do lítio (LiFePO4), titanate do lítio (Li4Ti5O12

Óxido do cobalto do lítio

Sua energia específica alta faz a óxido do cobalto do lítio uma escolha popular para telefones celulares, portáteis e câmaras digitais. A bateria consiste no cátodo de óxido do cobalto e no ânodo do carbono da grafite. O cátodo tem uma estrutura mergulhada. Durante a descarga, os íons do lítio move-se-rem do ânodo para o cátodo, quando os fluxos de processo de carregamento no sentido oposto. A estrutura é mostrada em figura 1.

Figura 1: Estrutura do óxido do cobalto do lítio

O cátodo tem uma estrutura mergulhada. Durante a descarga, os íons do lítio movem-se do ânodo para o cátodo, e fluem-se do cátodo ao ânodo durante o carregamento. As desvantagens do cobalto do lítio são vida relativamente curto, baixa estabilidade térmica e capacidade de carga limitada (poder específico). Como outras baterias cobalto-misturadas do lítio-íon, o óxido do cobalto do lítio usa o ânodo da grafite. Sua vida de ciclo é limitada principalmente pela relação contínua (SEI) do eletrólito, que é manifestada principalmente no engrossamento gradual do filme de SEI e no problema do chapeamento do lítio durante o rapid que carrega ou que carrega de baixa temperatura. O sistema material mais novo adiciona o níquel, o manganês e/ou o alumínio para melhorar a vida útil, capacidade de carga e para reduzir custos.

O óxido do cobalto do lítio não deve ser carregado e descarregado em correntes acima da capacidade. Isto significa que 18650 baterias com 2.400 mAh podem somente ser carregadas e descarregado inferior ou igual a em 2.400 miliampères. O carregamento ou a aplicação rápida forçada das cargas mais altamente do que 2400mA conduzirão ao esforço do superaquecimento e da sobrecarga. A fim obter a melhor taxa de carregamento rápida, o fabricante recomenda uma taxa de carregamento de 0.8C ou de aproximadamente 2.000 miliampères. O circuito de proteção da bateria limita a taxa de carregamento e de descarregamento da unidade de energia a um nível seguro aproximadamente de 1C.

A carta sextavada da aranha (figura 2) resume o desempenho do cobalto do lítio na energia ou na capacidade específica relativa à operação; poder específico ou capacidade fornecer a grande corrente; segurança; desempenho em ambientes da temperatura do alto e baixo; vida que inclui a vida do calendário e de ciclo; características do custo. Outras características importantes não mostradas na carta da aranha incluem a toxicidade, a capacidade de carregamento rápida, a auto-descarga e a vida útil.

Figura 2: Carta da aranha das baterias médias do cobalto do lítio.

O cobalto do lítio tem o desempenho excelente na energia específica alta, mas pode somente fornecer o desempenho geral em características do poder, em segurança e em vida de ciclo.