Li-ionbatterijen zijn een soort oplaadbare batterijen die belangrijk zijn in mobiele systemen. Li-Ion-batterijen zijn een van de meest gebruikte batterijen in de auto-industrie. Hoe werken Li-ion-batterijen?
Je zou die batterijen kunnen vinden in mobiele telefoons , MP3-spelers , laptops , en andere elektronische apparaten .
Lithium-ionbatterij voor auto's :Lithium-ion cellen op elkaar gestapeld om hoogspanningsbatterijen te vormen in elektrische voertuigen tegenwoordig.
Wat zijn cellen en batterijen?
Een cel is een basis elektrochemische eenheid die elektroden (anode en kathode) separator en elektrolyten bevat.
Eencellige is niet in staat om een grote hoeveelheid elektrische energie aan de apparaten te leveren. Ze zijn dus met elkaar verbonden om een batterijpakket te vormen.
Een batterij of batterijpakket is een verzameling cellen of celassemblages, met behuizing, elektrische aansluitingen en mogelijk elektronica voor controle en bescherming
De lithium-ioncellen zijn met elkaar verbonden om 12V, 36V en zelfs hogere spanning (400V) accu's te maken.
De belangrijkste componenten van een cel zijn
Intercalatie is de omkeerbare opname van moleculen in het materiaal met een gelaagde structuur. Het vergroot de Van Der Waals-kloof verder en resulteert in een weekbinding.
Wat gebeurt er met de lithium-ionbatterij wanneer deze wordt opgeladen en ontladen? Hier is een schematisch diagram van een Li-ionbatterij.
De chemische reacties die plaatsvinden bij anode en kathode zijn als volgt.
De Li + ionen passeren het semipermeabele membraan en elektronen reizen van de anode naar de kathode door de externe aangesloten belasting. Conventioneel is de stroomrichting tegengesteld aan de richting van elektronen. Dus de stroom vloeit van de kathode naar de anode.
De chemische reacties die plaatsvinden tijdens het ontladen zijn
Wanneer we de laadapparatuur op de accu aansluiten (Anode naar -ve en Kathode naar +ve terminal) begint de accu te laden. De spanning van de externe voedingsapparatuur moet hoger zijn dan de celspanning om deze op te laden.
De algemene reactie in de lithium-ionbatterij is als volgt. Het is een omkeerbare reactie.
Van links naar rechts gebeurt tijdens het ontladen en van rechts naar links tijdens het opladen van de Li-ionbatterij.
Hieronder volgen de belangrijkste voordelen van lithium-ionbatterijen.
De grootte van de Li-ionbatterij zou kleiner zijn in vergelijking met andere batterijtechnologieën om dezelfde hoeveelheid energie op te slaan.
Li-ionbatterijen zijn dus lichter en kleiner .
De nominale spanning van Li-Ion-cellen is hoger dan die van loodzuur-, NiMh- en NiCd-batterijen. Het is ongeveer 3,6 tot 3,85 V
Li-ionbatterijen ontladen niet veel. Een lithium-ionbatterijpak verliest slechts ongeveer 5 procent van zijn lading per maand, vergeleken met 20 procent verlies per maand voor NiMH-batterijen.
Ze hebben geen geheugeneffect, wat betekent dat u ze niet volledig hoeft te ontladen voordat u ze oplaadt, zoals bij sommige andere soorten batterijen. Ni-Cd-batterijen hebben het geheugeneffect dat problemen veroorzaakt bij het opladen en ontladen.
Lithium-ionbatterijen kunnen enkele duizenden laad- en ontlaadcycli aan. Andere batterijtechnologieën gaan niet zo lang mee.
Extreme zorg is vereist voor een lithium-ionbatterijpak. Laten we een paar nadelen van Li-ion-batterijen opsommen.
Ze zijn extreem gevoelig voor hoge temperaturen. Door hitte worden lithium-ionbatterijen veel sneller afgebroken dan normaal.
Als gevolg van de hoge temperatuurgevoeligheid van Li-ion-batterijen, is thermisch beheer van groot belang in een elektrisch voertuig dat Li-ion-batterijen gebruikt.
Klik om te tweetenEr moet een batterijbeheersysteem worden gebruikt om de Li-ionbatterij te beheren. Het maakt ze nog duurder.
Er is een kleine kans op thermische runaway in Li-ion-batterijen. Een kortsluiting van een cel genereert meer warmte en aangrenzende cellen raken beschadigd.
Een thermische runaway is het meest voorkomende brandincident in een elektrische auto. Soms gebeurde het heel langzaam.
U kunt lezen:Zijn elektrische auto's veilig bij ongevallen?
Lithium-ionbatterijen zijn tegenwoordig gebruikelijk in veel elektronische systemen. Het zijn lichte en kleinere batterijen in vergelijking met andere batterijtechnologieën.
We hebben de chemie besproken, hoe li-ionbatterijen werken en de voor- en nadelen van li-ionbatterijen.
