Le basi della batteria al litio

The Basics of Lithium Battery

La batteria al litio è una batteria ricaricabile utilizzata nei dispositivi elettronici. Questa batteria è stata introdotta commercialmente dalla Sony Corporation nei primi anni ’90 e da allora è diventata lo standard del settore per l’elettronica di consumo. A differenza di altre batterie, questo non richiede un elettrolita a base d’acqua. Invece, contiene sale esafluorofosfato di litio (LIPF6) sciolto in carbonati organici come carbonato di etilene e carbonato di propilene.

anodo

L’anodo di una batteria al litio è la parte della batteria che quella batteria è quella della batteria. riceve e memorizza gli ioni di litio. La batteria utilizza gli ioni per produrre elettricità. Tuttavia, la batteria non può generare elettricità se gli ioni non possono fluire attraverso l’elettrolita. L’elettrolita di una batteria al litio è una soluzione composta da materiali ad alta conduttività ionica come sali e solventi. Può anche contenere additivi.

Diversi ricercatori hanno esaminato il problema del degrado negli anodi. Un approccio promettente è l’uso di nanofili tedeschi metallici. Questi nanofili possono aiutare a ridurre al minimo il degrado dell’anodo. Inoltre, l’inclusione di una matrice di ossido di metallo può impedire alle particelle GE nanosite di aggregarsi insieme.

L’anodo di una batteria al litio deve avere una densità di energia elevata, una bassa tensione a circuito aperto e buone prestazioni in elettroliti comuni. Dovrebbe anche essere conveniente. La grafite è il materiale anodo più comunemente usato. La grafite è un carbonio a base amorfa. La sua capacità è relativamente alta, ma la sua durata è piuttosto breve.

anodi a base di nanotubi in carbonio sono adatti anche per batterie al litio. Hanno eccellenti prestazioni del ciclo e alta capacità.

Elettrolita

L’elettrolita per la batteria al litio è un liquido o un gel che funge da catalizzatore per il movimento degli ioni durante la carica e la scarica. Gli ioni sono atomi caricati che possono essere gassosi o solidi. I materiali elettrolitici possono essere liquidi, gel, ceramiche solide o sali fusi.

Le batterie agli ioni di litio sono in genere realizzate con un elettrolita liquido, gel o polimero a secco. L’elettrolita liquido è composto da diversi carbonati che migliorano la conducibilità e aumentano l’intervallo di temperatura della batteria. Possono anche contenere altri sali per ridurre il gas e migliorare il ciclo ad alta temperatura. Inoltre, alcuni produttori utilizzano additivi proprietari per migliorare le prestazioni e prevenire i film restrittivi.

La differenza tra i due elettroliti è dovuta alle differenze nella solubilità e alla concentrazione di sale in ciascuno. La differenza tra letMP e LITFSI può essere spiegata dalla presenza di un TMP, uno ione non fluorinato più grande, che ha un impatto significativo sulla mobilità dello ione globale nell’elettrolita. Il TMP ha anche un coefficiente di dissociazione inferiore rispetto a LITFSI, che potrebbe essere spiegato dalla minore acidità dell’acido corrispondente.

Oltre allo sviluppo di batterie al litio, il Dr. UE ha contribuito al progresso dei capitolari industria. Le sue invenzioni sono state incorporate nelle applicazioni di elettronica di consumo e automobili. Ha pubblicato oltre 300 articoli scientifici e detiene oltre venti brevetti. Ha anche ricevuto sette premi accademici. È membro della società elettrochimica e ha conseguito un dottorato in scienze dei materiali e ingegneria.

Catodo

Il catodo delle batterie al litio è il materiale che assorbe il litio. È essenziale per le prestazioni della batteria, poiché è responsabile della capacità. Il litio in li1-xmn2o4 ha alte tensioni operative, circa 4 V, e un’alta capacità pratica di 130 mA G-1. Inoltre, può essere estratto in modo reversibile dai siti tetraedrici.

Il catodo della batteria a ioni di litio è un carbonio poroso che funge da elettrodo. Quando la batteria è in uno stato di scarico, l’anodo è negativo, mentre il catodo è positivo. Durante una scarica, gli ioni fluiscono dall’anodo al catodo attraverso l’elettrolita. Il processo può essere invertito e gli ioni al litio tornano all’anodo, risultando in un nuovo ciclo di produzione di energia della batteria.

Le leghe a base di grafite e silicio sono state entrambi testate per le loro prestazioni. Gli anodi di silicio possono immagazzinare 10 volte più energia rispetto agli anodi di grafite. Tuttavia, non è pratico utilizzare anodi di silicio puri nelle batterie. Al fine di ottenere una buona durata del ciclo, vengono generalmente utilizzati anodi che contengono tra il tre e il cinque percento del silicio.

LICOO2 è uno dei materiali comuni utilizzati nelle batterie agli ioni di litio. La sua struttura bidimensionale consente agli ioni Li+ e CO3+ di diffondere molto velocemente. La differenza ad alta carica in questo materiale consente agli ioni di litio di muoversi rapidamente attraverso il materiale.

Caso

La domanda del caso della batteria al litio è guidata dall’innovazione tecnologica. Esistono diversi principali produttori di questi casi di batterie in Cina. I produttori di custodie della batteria agli ioni di litio cinese hanno un mercato più ampio e un potenziale più elevato rispetto alle loro controparti straniere. Le risorse online sono un buon posto per saperne di più su questi produttori e sui diversi tipi di casi che producono.

La società Slak ha investito 280 milioni di RMB per costruire un progetto di custodia per batteria a litio a potenza automobilistica in Occidente Taihu Science and Technology Industrial Park. Prevede inoltre di firmare un accordo supplementare con il comitato di gestione del lago West Taihu di Changzhou in futuro per espandere la capacità di produzione del caso della batteria.

Un caso in alluminio è una caratteristica importante delle batterie al litio. Se la custodia è danneggiata o rotta, le batterie al litio potrebbero esplodere. Le custodie in alluminio sono ideali per la conservazione, il trasporto e la spedizione di batterie a ioni di litio. Sono progettati con coperchi incernierati, angoli di impilamento e facile carico e scarico.

Le batterie al litio sono considerate merci pericolose, quindi devono essere gestite in conformità con la regolamentazione. Questo articolo descrive i rischi e il modo in cui vettori e spedizionieri possono ridurre al minimo la loro esposizione.

Le norme di spedizione

Le batterie al litio devono sempre essere spedite con etichette adeguate. Queste etichette contengono informazioni vitali, che devono essere seguite correttamente. In caso contrario, può causare ritardi e multe costose. Le normative sulla spedizione della batteria al litio sono regolate dalle agenzie di sicurezza e sono soggette a modifiche. Dovrebbero essere chiaramente visibili sulla confezione.

Le batterie al litio devono essere imballate con cura e in modo sicuro. L’imballaggio dovrebbe impedire alle coperture del terminale di allentarsi o spostarsi durante la spedizione. Non dovrebbero essere spediti in imballaggi a faccia morbida. Le batterie sono pericolose e la manipolazione impropria può portare a gravi conseguenze. La mancata seguizione di questi regolamenti di spedizione può far rifiutare il corriere o non farla inviare affatto.

Le batterie al litio sono considerate merci pericolose. Se non vengono gestiti correttamente, possono cortocircuiti, surriscaldarsi e persino prendere fuoco. Per evitare eventuali incidenti, le batterie al litio devono essere adeguatamente imballate ed etichettate. L’imballaggio adeguato impedisce anche il movimento e il sussulto. Le batterie al litio devono essere confezionate in un contenitore ammortizzato e resistente con un rivestimento esterno.

Le batterie al litio sono utilizzate in molti prodotti quotidiani, tra cui telefoni cellulari, sedie a rotelle elettriche e veicoli a motore. Poiché il litio è così pericoloso, sono necessarie regolamenti di spedizione adeguati per proteggere le persone. È importante ricordare che il litio è infiammabile, instabile e altamente corrosivo. Prendere adeguate precauzioni per prevenire tali incidenti è essenziale per la sicurezza delle batterie al litio e dei loro clienti.

I problemi di sicurezza

I problemi di sicurezza con le batterie al litio includono il loro potenziale di surriscaldamento. Per proteggersi dal surriscaldamento, i produttori affidabili utilizzano più funzionalità di sicurezza per impedirlo. Uno di questi è un PTC, o coefficiente di temperatura positivo, che aumenta la resistenza quando le temperature aumentano. Se il PTC rileva che una batteria sta diventando troppo calda, taglia il terminale positivo. Un’altra caratteristica di sicurezza è un CID o un dispositivo di interruzione a circuito. Quando la temperatura sale al di sopra di un certo livello, questo dispositivo cambia forma, il che può impedire alla reazione di causare un’esplosione.

Un’altra grande preoccupazione per la sicurezza con le batterie al litio è che le particelle metalliche microscopiche possono causare un cortocircuito all’interno del cella della batteria. Mentre i produttori di batterie stanno cercando di ridurre la quantità di polvere metallica che entra nelle batterie, ciò non può essere completamente eliminato. Le particelle microscopiche di Cu, Al, Fe e Ni possono causare un corto circuito all’interno di una cella della batteria. Ciò potrebbe distruggere l’intero pacco batteria in pochi secondi.

Le batterie al litio sono ampiamente utilizzate in un’ampia varietà di applicazioni. Tuttavia, hanno pericoli significativi sul posto di lavoro. Questi pericoli possono essere ridotti al minimo con archiviazione sicura, imballaggio, etichettatura e comunicazione adeguata tra tutte le parti. Sarebbe inoltre utile compilare un database incidente di incidenti a batteria al litio, in modo che l’industria possa migliorare la sicurezza del prodotto.