Comprensione rapida delle caratteristiche ed i parametri di sei batterie al litio comuni (3/6)

Il potere è scaricato alla corrente 20-30A con accumulazione del calore moderato. Il carico pulsa fino a 50A1 che i secondi possono anche essere applicati. L'alto carico continuo a questa corrente condurrà per riscaldare l'accumulazione e la temperatura della batteria non dovrebbe superare 80 C (176 F). Il manganato del litio è utilizzato in strumenti elettrici, negli apparecchi medici ed in veicoli elettrici ibridi e puri.

 

Figura 4 illustra la formazione di scheletro a cristallo tridimensionale sul catodo di una batteria del manganato del litio. La struttura di spinello è composta solitamente di forma rombica collegata alla grata e solitamente si presenta dopo la formazione di batterie.

 

Figura 4: Struttura del manganato del litio. La cristallizzazione del catodo del manganato del litio ha una struttura di scheletro tridimensionale formata dopo formazione. Lo spinello fornisce la resistenza bassa ma abbassa l'energia specifica che il cobalto del litio.

 

La capacità del manganato del litio è circa un terzo più basso di quello del cobalto del litio. La flessibilità di progettazione permette che gli ingegneri scelgano di massimizzare la durata di vita della batteria, o di aumentare la corrente del carico massimo (potere specifico) o la capacità (energia specifica). Per esempio, la versione di lunga vita della batteria 18650 ha una capacità moderata di soltanto 1.100 mAh, mentre la versione di grande capacità ha una capacità moderata di 1.500 mAh. Figura 5 mostra un diagramma del ragno di una batteria tipica del manganato del litio. Questi parametri caratteristici non sembrano ideali, ma la nuova progettazione migliora nel potere, nella sicurezza e nella vita. Le batterie pure del manganato del litio non sono oggi più comuni; sono utilizzate soltanto nelle situazioni speciali.

Fig. 5: Diagramma del ragno della batteria pura del manganato del litio.

Malgrado la sua prestazione generale, la nuova progettazione del manganato del litio può migliorare il potere, la sicurezza e la vita.

La maggior parte del manganato del litio è mescolato con l'ossido di cobalto del manganese del nichel del litio (NMC) per aumentare l'energia specifica e per prolungare la vita. Questa combinazione porta la migliore prestazione di ogni sistema e la maggior parte dei veicoli elettrici, quali la foglia di Nissan, Chevrolet Volt e BMW i3, l'uso LMO (NMC). La parte di LMO della batteria può raggiungere circa 30% e fornire più a corrente forte ad accelerazione, mentre la parte di NMC fornisce una lunga autonomia.

 

 

Gli Accumulatori liti-ione tendono a combinare il manganato del litio con cobalto, nichel, manganese e/o alluminio come materiali attivi del catodo. In alcune architetture, una piccola quantità di silicio si aggiunge all'anodo. Ciò fornisce un aumento di capacità di 25%; tuttavia, mentre il silicio si espande e si restringe durante caricarsi e lo scarico, causa lo sforzo meccanico, che è solitamente strettamente connesso a breve vita di ciclo.

 

 

Questi tre generi di metalli attivi e di rinforzo del silicio possono essere selezionati convenientemente per migliorare l'energia specifica (capacità), il potere specifico (capacità di carico) o la vita. Le batterie del consumatore hanno bisogno di grande capacità, mentre le applicazioni industriali hanno bisogno dei sistemi di batterie, che hanno buona capacità di carico, lunga vita e forniscono i servizi sicuri ed affidabili.

 

 

Tabella ricapitolativa

Ossido del manganato del litio: LiMn2O4 catodo, anodo della grafite;

Abbreviazione: LMO o Li-mn (struttura di spinello) dal 1996

3.70V (3.80V) 3.0-4.2V valore nominale di tensione 3.70V (3.80V); Raggio d'azione tipico 3.0-4.2V/battery

Energia specifica (capacità) 100-150 Wh/kg

Caricare (tasso di C) il valore tipico è 0.7-1C, il valore massimo è 3C, caricantesi a 4.20V (la maggior parte delle batterie)

Scarico (tasso) di C 1C; Alcune batterie possono raggiungere 10C, 30C l'impulso (5s), il taglio 2.50V.

Vita di ciclo 300-700 (secondo profondità di scarico e della temperatura)

Il valore tipico dell'instabilità termica è di 250 gradi di C (482 gradi di F). L'alta tassa promuove l'instabilità termica

 Applicazione degli strumenti elettrici, attrezzatura medica, sistema di trasmissione di Electric Power

 Note: Alto potere ma capacità bassa; più sicuro del cobalto del litio; misto solitamente con NMC per migliorare prestazione.