새로운 에너지의 핵심 부품으로 전원 리튬 배터리의 충방전 과정
2018년, 신에너지 자동차 분야는 화약으로 가득 차 있고, 긴 배터리 수명은 다양한 자동차 회사들이 국내 시장을 놓고 경쟁해야 하는 부담이 되었습니다. 주요 자동차 회사는 배터리 수명이 매우 긴{1}}새 모델로 점점 더 많은 고급 소비자를{2}유인하고 있습니다. 2월 말에 Denza 500이 공식적으로 공개되었습니다. 3월 말, Geely는 공식적으로 새로운 Emgrand EV450 모델을 출시했습니다. 4월 초, BYD는 배터리 수명이 400km 이상인 Qin EV450, e5450 및 Song EV400의 3가지 새로운 모델을 출시했습니다.
그러나 기술적인 관점에서 볼 때 전원 배터리는 전기 자동차의{0}매우 긴 배터리 수명을 결정하는 핵심이자 핵심입니다. AC 완속 충전과 DC 급속 충전의 두 가지 충전 방법을 예로 들어 올바르고 적절한 사용 방법은 전원 배터리의 전력을 최대화할 뿐만 아니라 배터리 수명을 연장할 수 있습니다. 지식 대중화의 관점에서 볼 때 전력 배터리의 현재 에너지 밀도 기술 수준을 기반으로 소비자에게 전력 배터리의 충방전 과정과 다양한 배터리 재료가 충방전 용량에 미치는 영향을 이해할 수 있도록 할 필요가 있습니다. 올바른 사용 습관을 기르고 전력을 연장하기 위해 배터리의 수명은{1}}전기 자동차의 오래 지속되는 배터리 수명을 보장합니다.
충전 전자와 방전 전자가 서로 빠져나갑니다.
현재 주요 전기 자동차 회사에서 사용하는 두 가지 인기있는 전원 배터리 유형이 있습니다. 하나는 리튬 철 인산염 배터리이고 다른 하나는 3원 리튬 배터리입니다. 그러나 배터리의 종류에 관계없이 충전 과정은 크게 정전류 충전 단계, 정전압 충전 단계, 완전 충전 단계 및 부동 충전 단계의 4단계로 나눌 수 있습니다.
정전류 충전 단계에서는 충전 전류가 일정하게 유지되고 충전 용량이 급격히 증가하며 배터리 전압도 증가합니다. 정전압 충전 단계에서는 이름에서 알 수 있듯이 충전 전압이 일정하게 유지됩니다. 충전 용량은 계속 증가하지만 배터리 전압은 천천히 상승하고 충전 전류도 감소합니다. 배터리가 완전히 충전되면 충전 전류는 부동 스위칭 전류 아래로 떨어지고 충전기 충전 전압은 부동 전압으로 떨어집니다. 부동 충전 단계 동안 충전 전압은 부동 전압으로 유지됩니다.
The charging and discharging process of lithium ion batteries is the process of intercalation and deintercalation of lithium ions. In the process of intercalation and deintercalation of lithium ions, it is accompanied by the intercalation and deintercalation of electrons equivalent to lithium ions (usually the positive electrode is represented by intercalation or deintercalation, and the negative electrode is represented by intercalation or deintercalation). During the entire charging process, the electrons on the positive electrode will run to the negative electrode through the external circuit, and the positive lithium ions Li plus will pass from the positive electrode through the electrolyte, through the diaphragm material, and finally reach the negative electrode, where they stay and combine with the "resident" electrons Together, it is reduced to Li embedded in the carbon material of the negative electrode. The data shows that the carbon as the negative electrode has a layered structure, and it has many micropores. The lithium ions reaching the negative electrode are embedded in the micropores of the carbon layer. The more lithium ions are embedded, the higher the charging capacity.
On the contrary, when the battery is discharged (that is, the process of using the battery), the Li embedded in the negative electrode carbon material loses electrons, the electrons on the negative electrode "moves" to the positive electrode through the external circuit, and the positive lithium ion Li plus crosses the electrolyte from the negative electrode, It crosses the separator material, reaches the positive electrode, and combines with the "resident" electron electrons. Likewise, the more lithium ions returned to the positive electrode, the higher the capacity of the discharge.
효율성을 보장하는 4가지 재료
다양한 핵심 소재(양극재, 음극재, 격막, 전해질 등)는 전원 배터리를 충방전하는 과정에서 어떤 역할을 하나요?
첫 번째는 양극 물질입니다. 양극 물질에 관한 한 활물질은 일반적으로 망간산리튬 또는 코발트산리튬, 니켈코발트망간산리튬 및 기타 물질이다. 주류 제품은 주로 인산철리튬을 사용합니다.
두 번째는 음극재입니다. 음극 재료는 크게 탄소 음극, 주석{0}}계 음극, 리튬 전이 금속 질화물 음극, 합금 음극, 나노{1}스케일 음극 및 나노{2}}로 구분됩니다. 재료. 그 중 리튬 이온 배터리에 실제로 사용되는 음극 재료는 기본적으로 인조 흑연, 천연 흑연, 중간상 탄소 미소구체, 석유 코크스, 탄소 섬유, 열분해 수지 탄소 등과 같은 탄소 재료입니다. 나노-산화물 재료가 우려되는 바에 따르면 2009년 리튬 배터리 신에너지 산업의 최신 시장 발전 동향에 따라 일부 기업에서 나노-산화티타늄 및 나노{7 }}실리콘 산화물은 전통적인 흑연, 산화주석 및 탄소 나노튜브를 추가합니다. , 리튬 배터리의 충전{8}}방전 용량과 충전{9}}회수를 크게 향상시킵니다.
세 번째는 과염소산리튬(LiClO4), 육불화인산리튬(LiPF6), 사불화붕산리튬(LiBF4) 등과 같은 일반적으로 리튬염인 전해질 용액이다. 배터리의 작동 전압은 물의 분해 전압보다 훨씬 높기 때문에 리튬 이온 배터리에는 유기 용매가 자주 사용됩니다.{3}} 그러나 유기 용매는 종종 충전 중에 흑연의 구조를 파괴하여 벗겨지고 표면에 고체 전해질 막을 형성하여 전극 부동태화를 초래합니다. . 또한 가연성 및 폭발과 같은 안전 문제를 일으킬 수 있습니다.
네 번째는 분리기입니다. 배터리의 주요 구성 요소 중 하나인 분리막 성능의 장점은 인터페이스 구조와 배터리의 내부 저항을 결정하며, 이는 차례로 배터리 용량, 사이클 성능, 충방전 전류 밀도 및 기타 주요 특성에 영향을 미칩니다. 일반적으로 단일{0}}레이어 및 다중{1}}레이어 구분 기호와 같이 일반적으로 사용되는 몇 가지 유형의 구분 기호가 있습니다. 국내 일부 업체는 약간 두꺼운 다이어프램을 선택하고, 일부 업체는 31층 두께의 다이어프램을 사용하는 것으로 알려졌다. 다이어프램 생산의 높은 기술적 한계로 인해 국내 리튬이온 배터리 다이어프램 기술과{3}}해외 사이에는 여전히 약간의 격차가 있습니다.
데이터에 따르면 다이어프램은 미세 다공성 구조로 특수하게 형성된 폴리머 필름입니다. 전해질을 흡수한 후 양극과 음극을 분리하여 단락을 방지할 수 있습니다. 동시에 리튬 이온 배터리에 미세 다공성 채널을 제공하여 충전 및 방전 기능 및 속도 성능을 실현하고 리튬 이온의 전도를 실현합니다.{0} 배터리가 과충전되거나 온도가 크게 변하면 분리막이 닫힌 구멍을 통한 전류 전도를 차단하여 폭발을 방지합니다.
