Introduzione:
Le batterie possono essere sostanzialmente 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 costituito da elettrodi ed elettroliti positivi e negativi.
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: da un 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 solo una volta, il materiale attivo è irreversibile, l'autoscarica è piccola, la resistenza interna è grande e la capacità specifica di massa e la capacità specifica del 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 sul mercato attualmente utilizzano batterie secondarie ricaricabili per guidare il veicolo. Le batterie secondarie sono suddivise in batterie al piombo, batterie al nichel-cadmio, batterie al nichel-metallo idruro e batterie al litio in base ai diversi materiali dell'elettrodo positivo. Attualmente, le case automobilistiche sul mercato utilizzano principalmentebatterie 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 elettrodi positivi o negativi e una soluzione elettrolitica non acquosa.
Il processo di carica e scarica della batteria 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 deiintercalati dall'elettrodo positivo e incorporati nell'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita e l'elettrodo negativo si trova in uno stato ricco di litio; è vero il contrario durante lo scarico.
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 di energia, 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 potere e non potere. I campi di energia delle applicazioni delle batterie agli ioni di litio includono veicoli elettrici, utensili elettrici, ecc.; i campi non energetici includono l'elettronica di consumo e i campi di stoccaggio dell'energia, ecc.
Composizione e classificazione delle batterie al litio
Le batterie al litio sono composte principalmente da quattro parti: materiali per elettrodi positivi, materiali per elettrodi negativi, elettroliti e separatori di batterie. I materiali degli elettrodi negativi influiscono principalmente sull'efficienza iniziale e sulle prestazioni del ciclo delle batterie agli ioni di litio. Gli elettrodi negativi delle batterie al litio sono principalmente suddivisi in due categorie: materiali in carbonio e materiali non in carbonio. L'applicazione più orientata al mercato è il materiale dell'elettrodo negativo in grafite tra i materiali in 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 sono uno dei nuovi materiali per elettrodi negativi che molto probabilmente verranno utilizzati su larga scala in futuro.
Batterie al litiosono classificate in batterie all'ossido di litio 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;
A seconda degli scenari applicativi, possono essere suddivisi in elettronica di consumo, accumulatori di energia e batterie di alimentazione. Tra questi, le batterie al litio di consumo sono utilizzate principalmente nei prodotti 3C; le batterie di accumulo di energia vengono utilizzate principalmente nell'accumulo di energia domestica e nell'accumulo di energia di sistemi di alimentazione indipendenti distribuiti come l'energia solare e la generazione di energia eolica; le batterie di potenza sono utilizzate principalmente in vari veicoli elettrici, utensili elettrici e veicoli a nuova energia.
Conclusione
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Orario di pubblicazione: 18 settembre 2024