تحقیق در مورد عملکرد باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر؟

باتری های لیتیوم یونی نوع جدیدی از باتری های قابل شارژ هستند که در دهه گذشته توسعه یافته اند. انرژی ویژه بالایی دارند، اثر حافظه ندارند، سبز و سازگار با محیط زیست هستند و ولتاژ تخلیه سه برابر باتری‌های نیکل کادمیوم و نیکل هیدروژن دارند. بنابراین، آنها از بدو پیدایش مورد توجه گسترده قرار گرفته اند و به سرعت توسعه یافته اند.

در حال حاضر تنها چند کشور به صنعتی شدن دست یافته اند که در این میان ژاپن بهترین کار را در کار صنعتی سازی انجام داده است. چین اولین کشور در حال توسعه در توسعه صنعتی باتری های لیتیوم یون است. پس از سال ها توسعه، به ویژه تحت ترویج فعال سیاست های ملی مربوطه، باتری های لیتیوم یون در چین به پیشرفت سریع دست یافته اند و عملکردهای مختلف محصولات پیشرفت قابل توجهی داشته اند. زنجیره تولید باتری لیتیوم یون به طور فزاینده ای کامل می شود و درجه صنعتی شدن در حال افزایش است و وضعیت رقابتی را با کشورهای توسعه یافته در جهان شکل می دهد. صنعت باتری های لیتیوم یون چین با منابع طبیعی فراوان و هزینه های نیروی کار کمتر، مزایای آشکاری در رقابت بین المللی دارد.

 

باتری های لیتیوم یونی بدون شک نسل جدیدی از باتری ها با محتوای تکنولوژیکی بالا و کاربردهای گسترده هستند. آنها نسبت حجم به انرژی و نسبت جرم به انرژی بالایی دارند، قابل شارژ و بدون آلودگی هستند و سه مزیت عمده در توسعه فعلی صنعت باتری دارند. آنها به عنوان "امیدبخش ترین منبع انرژی شیمیایی" شناخته می شوند. در حال حاضر، دو نوع متداول از فناوری باتری های لیتیوم یونی وجود دارد: باتری های لیتیوم یون مایع با پوسته های فلزی و باتری های لیتیوم یون پلیمری. پوسته باتری های لیتیوم یون مایع عموماً پوسته فولادی یا آلومینیومی است و انعطاف پذیری آن به خوبی باتری های لیتیوم یون پلیمری نیست. با این حال، فرآیند تولید باتری های لیتیوم یون پلیمری پیچیده است، به خصوص نرخ بازده پایین، که تا حد زیادی صنعتی شدن این باتری را محدود می کند. نویسنده ابتدا باتری های لیتیوم یون بسته بندی شده نرم را تبلیغ می کند که با باتری های لیتیوم یون مایع جامع مشخص می شوند. عملکرد پایه الکتروشیمیایی و مزایای منحصر به فرد باتری های لیتیوم یون پلیمری از نظر بسته بندی خارجی و همچنین استفاده از الکترولیت های مایع مشابه باتری های لیتیوم یون مایع به عنوان واسطه ای برای انتقال یون لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی و استفاده فیلم های کامپوزیت پلاستیکی چند لایه در بسته بندی خارجی. مزایای برجسته باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر فرآیند تولید ساده، هزینه کم و بازده بالا است، هدف آن جایگزینی بازار برای باتری های لیتیوم یون پلیمری و رقابت با باتری های لیتیوم یون پوسته فولاد ضد زنگ است.

برای همان اندازه باتری، ظرفیت تخلیه باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر حدود 10٪ بیشتر از باتری های لیتیوم یون پوسته فولاد ضد زنگ است. این به دلیل ساختار داخلی متفاوت این دو نوع باتری است. دلایل به شرح زیر است: بیرونی ترین لایه سلول ها پس از سیم پیچ داخلی در باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر صفحه الکترود مثبت است، در حالی که بیرونی ترین لایه سلول ها پس از سیم پیچ داخلی در باتری های پوسته فولاد ضد زنگ صفحه الکترود منفی است. از نظر ساختاری، باتری‌های لیتیوم یون بسته‌بندی انعطاف‌پذیر دارای پوشش مواد الکترود مثبت بیشتری هستند و ظرفیت تخلیه باتری‌های لیتیوم یون توسط الکترود مثبت تعیین می‌شود، بنابراین ظرفیت باتری‌های بسته‌بندی انعطاف‌پذیر نسبتاً بالاتر از باتری‌های فولاد ضد زنگ است. سلول های داخلی باتری ساختارهای متفاوتی را اتخاذ می کنند که مربوط به مواد به کار رفته در پوسته است. پوسته باتری‌های لیتیوم یونی بسته‌بندی انعطاف‌پذیر از مواد میانی استفاده می‌کند. فیلم بسته بندی آلومینیومی-پلاستیکی با لایه ایزوله فویل Al ممکن است باعث انحلال لایه جداسازی فویل Al بسته بندی نرم با پتانسیل بسیار کم (حدود 0.05 mVVS. Li در صورت شارژ کامل) شود، اگر با یک سلول باتری داخلی زخمی شده تماس داشته باشد. بیرونی ترین صفحه الکترود منفی که منجر به خرابی باتری می شود. اگر یک باتری پوسته فولادی ضد زنگ از یک سلول باتری داخلی با بیرونی ترین صفحه الکترود مثبت استفاده کند، مشکل جوش بین گوش روی صفحه الکترود مثبت (معمولاً از نوار Al) و پوسته فولاد ضد زنگ وجود دارد، بنابراین یک باتری داخلی زخمی شده است. معمولاً از سلولی با بیرونی ترین صفحه الکترود منفی استفاده می شود. از نظر ساختاری، باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر دارای مزیت رقابتی در ظرفیت در مقایسه با باتری های لیتیوم یون پوسته فولاد ضد زنگ هستند.

ظرفیت تخلیه باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر در دمای بالا 45cc و دمای پایین -10 درجه به 102.8% و 87.8% ظرفیت در دمای اتاق 25 درجه می رسد که نشان دهنده عملکرد خوب در دمای بالا و پایین است. با این حال، ظرفیت تخلیه باتری های لیتیوم یون پوسته فولاد ضد زنگ در دمای بالا 45 درجه و دمای پایین -10 درجه به 103.2٪ و 93.4٪ ظرفیت در دمای اتاق 25 درجه می رسد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، میزان نگهداری ظرفیت تخلیه باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر در دمای پایین نزدیک به باتری های لیتیوم یون پوسته فولاد ضد زنگ در دمای پایین است.

باتری لیتیوم یون ساخته شده با جایگزینی پوسته فلزی معمولی با پوسته بسته بندی فیلم کامپوزیت آلومینیومی-پلاستیکی عملکرد پایداری دوچرخه سواری خوبی دارد. ساختار، مواد و عملکرد فیلم کامپوزیت آلومینیوم-پلاستیک و درزگیر گوش قطب می تواند واکنش های داخلی و خارجی باتری را کاملاً ایزوله کند. فیلم کامپوزیت آلومینیوم-پلاستیک می تواند عملکرد آب بندی خوبی شبیه به پوسته فلزی داشته باشد.
آزمایش سایر شاخص های عملکرد مانند عملکرد ذخیره سازی، عملکرد خود تخلیه و عملکرد ایمنی مختلف باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر به پایان رسیده است و محصولات اساساً الزامات استاندارد ملی "مشخصات عمومی برای باتری های لیتیوم یونی برای" را برآورده کرده اند. تست GB/T18287-2000" تلفن های همراه. محصولات لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر در حال حاضر تحت آزمایش بازار هستند که عمدتاً در MP3، هدفون های بی سیم، دی وی دی خودرو و سایر برنامه ها استفاده می شود.

تحقیقات بر روی عملکرد الکتروشیمیایی باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر، مانند ظرفیت تخلیه سرعت، ظرفیت تخلیه در دمای بالا و پایین و پایداری چرخه باتری، نشان داده است که باتری های لیتیوم یون بسته بندی انعطاف پذیر دارای ارزش کاربردی بسیار بالایی هستند. این باتری با باتری های لیتیوم یون پوسته فلزی و باتری های لیتیوم یون پلیمری متفاوت است. این یک نوع جدید از باتری لیتیوم یونی است که دارای مزایایی مانند نسبت وزن به انرژی بالا، شکل پذیری خوب و فرآیند تولید ساده است و انتظار می رود در مقیاس بزرگ تولید شود.