Introduzione:
Le batterie possono essere suddivise in tre categorie: batterie chimiche, batterie fisiche e batterie biologiche. Le batterie chimiche sono le più utilizzate nei veicoli elettrici.
Batteria chimica: una batteria chimica è un dispositivo che converte l'energia chimica in energia elettrica attraverso reazioni chimiche. È composta da elettrodi positivi e negativi ed elettroliti.
Batteria fisica: una batteria fisica converte l'energia fisica (come l'energia solare e l'energia meccanica) in energia elettrica attraverso cambiamenti fisici.
Classificazione delle batterie chimiche: dal punto di vista strutturale, possono essere suddivise in due categorie: batterie di accumulo (comprese batterie primarie e batterie secondarie) e celle a combustibile. Batterie primarie: possono essere utilizzate una sola volta, il materiale attivo è irreversibile, l'autoscarica è bassa, la resistenza interna è elevata e la capacità specifica di massa e la capacità specifica di volume sono elevate.
Batterie secondarie: possono essere caricate e scaricate ripetutamente, il materiale attivo è reversibile e sono ampiamente utilizzate in vari dispositivi di ricarica. La maggior parte dei modelli attualmente sul mercato utilizza batterie secondarie ricaricabili per alimentare il veicolo. Le batterie secondarie si dividono in batterie al piombo, batterie al nichel-cadmio, batterie al nichel-metallo idruro e batterie al litio a seconda del materiale dell'elettrodo positivo. Attualmente, le case automobilistiche sul mercato utilizzano principalmente batterie al piombo-acido, batterie al nichel-cadmio, batterie al nichel-metallo idruro e batterie al litio.batterie al litioe alcuni utilizzano batterie al nichel-metallo idruro.
Definizione di batteria al litio
Batteria al litioè una batteria che utilizza litio metallico o lega di litio come materiale per gli elettrodi positivo o negativo e una soluzione elettrolitica non acquosa.
Il processo di carica e scarica delle batterie al litio si basa principalmente sul movimento degli ioni di litio (Li+) tra gli elettrodi positivo e negativo. Durante la carica, gli ioni di litio vengono deintercalati dall'elettrodo positivo e incorporati nell'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita, e l'elettrodo negativo si trova in uno stato ricco di litio; durante la scarica, avviene il contrario.
Principio elettrochimico della batteria agli ioni di litio
Formula di reazione dell'elettrodo positivo: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
Formula di reazione dell'elettrodo negativo: C + xLi+ + xe- → CLix
Le batterie agli ioni di litio hanno un'elevata densità energetica, una lunga durata e un basso tasso di autoscarica e sono ampiamente utilizzate nei telefoni cellulari, nei computer portatili e nei veicoli elettrici.
I campi di applicazione dibatterie al litioSi dividono principalmente in potenza e non potenza. I settori di applicazione delle batterie agli ioni di litio per la potenza includono veicoli elettrici, utensili elettrici, ecc.; i settori non di potenza includono l'elettronica di consumo e i settori dell'accumulo di energia, ecc.
Composizione e classificazione delle batterie al litio
Le batterie al litio sono composte principalmente da quattro parti: materiali per l'elettrodo positivo, materiali per l'elettrodo negativo, elettroliti e separatori. I materiali per l'elettrodo negativo influenzano principalmente l'efficienza iniziale e le prestazioni del ciclo delle batterie agli ioni di litio. Gli elettrodi negativi delle batterie al litio si dividono principalmente in due categorie: materiali al carbonio e materiali non al carbonio. L'applicazione più orientata al mercato è il materiale per elettrodo negativo in grafite tra i materiali al carbonio, tra cui la grafite artificiale e la grafite naturale hanno applicazioni industriali su larga scala. Gli elettrodi negativi a base di silicio sono al centro della ricerca dei principali produttori di elettrodi negativi e rappresentano uno dei nuovi materiali per elettrodi negativi che con maggiore probabilità saranno utilizzati su larga scala in futuro.
batterie al litiosono classificate in batterie al litio-ossido di cobalto, batterie al litio-ferro-fosfato, batterie ternarie, ecc. in base ai materiali dell'elettrodo positivo;
In base alla forma del prodotto, si dividono in batterie quadrate, batterie cilindriche e batterie soft-pack;
In base agli scenari applicativi, possono essere suddivisi in elettronica di consumo, accumulo di energia e batterie di potenza. Tra questi, le batterie al litio di consumo sono utilizzate principalmente nei prodotti 3C; le batterie di accumulo di energia sono utilizzate principalmente nell'accumulo di energia domestica e nell'accumulo di energia da sistemi di alimentazione distribuiti indipendenti, come l'energia solare ed eolica; le batterie di potenza sono utilizzate principalmente in vari veicoli elettrici, utensili elettrici e veicoli a energia rinnovabile.
Conclusione
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Data di pubblicazione: 18 settembre 2024