Einführung:
Batterien können grob in drei Kategorien eingeteilt werden: chemische Batterien, physikalische Batterien und biologische Batterien. Chemische Batterien werden am häufigsten in Elektrofahrzeugen eingesetzt.
Chemische Batterie: Eine chemische Batterie ist ein Gerät, das durch chemische Reaktionen chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Es besteht aus positiven und negativen Elektroden und Elektrolyten.
Physische Batterie: Eine physische Batterie wandelt physische Energie (z. B. Sonnenenergie und mechanische Energie) durch physikalische Veränderungen in elektrische Energie um.
Chemische Batterieklassifizierung: Aus struktureller Sicht kann sie in zwei Kategorien unterteilt werden: Speicherbatterien (einschließlich Primärbatterien und Sekundärbatterien) und Brennstoffzellen. Primärbatterien: können nur einmal verwendet werden, das aktive Material ist irreversibel, die Selbstentladung ist gering, der Innenwiderstand ist groß und die massenspezifische Kapazität und die volumenspezifische Kapazität sind hoch.
Sekundärbatterien: können wiederholt geladen und entladen werden, das aktive Material ist reversibel und wird häufig in verschiedenen Ladegeräten verwendet. Die meisten Modelle auf dem Markt verwenden derzeit wiederaufladbare Sekundärbatterien für den Antrieb des Fahrzeugs. Sekundärbatterien werden nach unterschiedlichen positiven Elektrodenmaterialien in Blei-Säure-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien und Lithium-Batterien unterteilt. Derzeit nutzen hauptsächlich die Automobilhersteller auf dem MarktLithiumbatterien, und einige verwenden Nickel-Metallhydrid-Batterien.
Definition von Lithiumbatterie
Lithiumbatterieist eine Batterie, die Lithiummetall oder eine Lithiumlegierung als positives oder negatives Elektrodenmaterial und eine nichtwässrige Elektrolytlösung verwendet.
Der Lade- und Entladevorgang einer Lithiumbatterie beruht hauptsächlich auf der Bewegung von Lithiumionen (Li+) zwischen den positiven und negativen Elektroden. Beim Laden werden Lithiumionen von der positiven Elektrode deinterkaliert und durch den Elektrolyten in die negative Elektrode eingebettet, und die negative Elektrode befindet sich in einem lithiumreichen Zustand; Beim Entladen verhält es sich umgekehrt.
Elektrochemisches Prinzip einer Lithium-Ionen-Batterie
Reaktionsformel der positiven Elektrode: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
Reaktionsformel der negativen Elektrode: C + xLi+ + xe- → CLix
Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte, eine lange Lebensdauer und eine geringe Selbstentladungsrate und werden häufig in Mobiltelefonen, Laptops und Elektrofahrzeugen verwendet.
Die Anwendungsgebiete vonLithiumbatterienwerden hauptsächlich in Macht und Nicht-Macht unterteilt. Zu den Leistungsfeldern von Lithium-Ionen-Batterieanwendungen gehören Elektrofahrzeuge, Elektrowerkzeuge usw.; Nicht-Energie-Bereiche umfassen Unterhaltungselektronik und Energiespeicherbereiche usw.
Zusammensetzung und Klassifizierung von Lithiumbatterien
Lithiumbatterien bestehen hauptsächlich aus vier Teilen: positiven Elektrodenmaterialien, negativen Elektrodenmaterialien, Elektrolyten und Batterieseparatoren. Negative Elektrodenmaterialien beeinflussen hauptsächlich die Anfangseffizienz und die Zyklusleistung von Lithium-Ionen-Batterien. Negative Elektroden für Lithiumbatterien werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Kohlenstoffmaterialien und Nicht-Kohlenstoffmaterialien. Die marktorientierteste Anwendung ist das negative Elektrodenmaterial Graphit unter den Kohlenstoffmaterialien, unter denen künstlicher Graphit und natürlicher Graphit großtechnische industrielle Anwendungen haben. Negative Elektroden auf Siliziumbasis stehen im Forschungsschwerpunkt großer Hersteller negativer Elektroden und gehören zu den neuen negativen Elektrodenmaterialien, die in Zukunft höchstwahrscheinlich in großem Maßstab eingesetzt werden.
Lithiumbatterienwerden entsprechend den positiven Elektrodenmaterialien in Lithium-Kobaltoxid-Batterien, Lithium-Eisenphosphat-Batterien, Ternärbatterien usw. eingeteilt;
Je nach Produktform werden sie in quadratische Batterien, zylindrische Batterien und Softpack-Batterien unterteilt;
Je nach Anwendungsszenario lassen sie sich in Unterhaltungselektronik, Energiespeicher und Power-Batterien unterteilen. Unter ihnen werden Verbraucher-Lithiumbatterien hauptsächlich in 3C-Produkten verwendet; Energiespeicherbatterien werden hauptsächlich zur Energiespeicherung in Haushalten und zur Energiespeicherung in verteilten unabhängigen Energiesystemen wie Solarenergie und Windkrafterzeugung verwendet. Leistungsbatterien werden hauptsächlich in verschiedenen Elektrofahrzeugen, Elektrowerkzeugen und Fahrzeugen mit neuer Energie eingesetzt.
Abschluss
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18.09.2024