Comprensione rapida delle caratteristiche ed i parametri di sei batterie al litio comuni (3/6)
March 11, 2019
LiMn2O4
Le batterie del manganato del litio dello spinello in primo luogo sono state riferite nel 1983. Nel 1996, Moli Energy Company ha commercializzato gli Accumulatori liti-ione facendo uso del manganato del litio come materiale del catodo. La struttura forma una struttura di spinello tridimensionale, che può migliorare il flusso dello ione sull'elettrodo, quindi riducente la resistenza interna e migliorante la capacità di carico corrente. Un altro vantaggio dello spinello è la sue alte stabilità termica e sicurezza, ma la sua vita del calendario e del ciclo è limitata.
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.
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.