Истраживање перформанси литијум-јонских батерија са флексибилном амбалажом?

Литијум-јонске батерије су нова врста пуњивих батерија која се развила у последњој деценији. Имају високу специфичну енергију, немају меморијски ефекат, зелени су и еколошки, и имају напон пражњења три пута већи од никл-кадмијум и никл-водоник батерија. Због тога су од свог настанка добили широку пажњу и брзо су се развијали.

Тренутно је само неколико земаља постигло индустријализацију, међу којима је Јапан најбоље урадио посао у индустријализацији. Кина је прва земља у развоју у развоју индустријализације литијум-јонских батерија. Након година развоја, посебно под активном промоцијом релевантних националних политика, литијум-јонске батерије у Кини су постигле брз напредак, а различите перформансе производа су значајно напредовале. Ланац производње литијум-јонских батерија постаје све савршенији, а степен индустријализације се повећава, формирајући конкурентну ситуацију са развијеним земљама у свету. Са обиљем природних ресурса и нижим трошковима рада, кинеска индустрија литијум-јонских батерија има очигледне предности у међународној конкуренцији.

 

Литијум-јонске батерије су несумњиво нова генерација батерија са високим технолошким садржајем и широком применом. Имају висок однос запремине и енергије и однос масе и енергије, могу се пунити и без загађења, и имају три главне предности у тренутном развоју индустрије батерија. Познати су као „најперспективнији хемијски извор енергије“. Тренутно постоје две уобичајене врсте технологија литијум-јонских батерија: течне литијум-јонске батерије са металним омотачем и полимерне литијум-јонске батерије. Шкољка течних литијум-јонских батерија је углавном челична или алуминијумска шкољка, а њена пластичност није тако добра као код полимерних литијум-јонских батерија. Међутим, процес производње полимерних литијум-јонских батерија је сложен, посебно ниска стопа приноса, што у великој мери ограничава индустријализацију ове батерије. Аутор прво промовише меко упаковане литијум-јонске батерије, које карактеришу свеобухватне течне литијум-јонске батерије. Основне електрохемијске перформансе и јединствене предности полимерних литијум-јонских батерија у погледу спољашњег паковања, као и употреба течних електролита сличних течним литијум-јонским батеријама као медијума за пренос литијум јона између позитивних и негативних електрода, као и употреба вишеслојних пластичних композитних фолија у спољној амбалажи. Изузетне предности литијум-јонских батерија са флексибилним паковањем су њихов једноставан производни процес, ниска цена и висок принос. Његов циљ је да замени тржиште за полимерне литијум-јонске батерије и да се такмичи са литијум-јонским батеријама од нерђајућег челика.

За исту величину батерија, капацитет пражњења литијум-јонских батерија са флексибилним паковањем је око 10% већи од капацитета литијум-јонских батерија од нерђајућег челика. То је због различите унутрашње структуре две врсте батерија. Разлози су следећи: најудаљенији слој ћелија након унутрашњег намотавања у литијум-јонским батеријама са флексибилним паковањем је плоча позитивне електроде, док је најудаљенији слој ћелија након унутрашњег намотавања у батеријама од нерђајућег челика плоча негативне електроде. Структурно, литијум-јонске батерије са флексибилним паковањем имају више облачења материјала позитивне електроде, а капацитет пражњења литијум-јонских батерија је одређен позитивном електродом, тако да је капацитет флексибилних батерија за паковање релативно већи од капацитета батерија од нерђајућег челика. Унутрашње ћелије батерије усвајају различите структуре, које су повезане са материјалом који се користи у љусци. Оклоп литијум-јонских батерија флексибилног паковања користи средњи материјал. Алуминијум-пластична фолија за паковање са изолационим слојем од Ал фолије може да изазове растварање изолационог слоја меке амбалаже од Ал фолије при изузетно ниском потенцијалу (око 0,05мВВС. Ли када је потпуно напуњен) ако дође у контакт са унутрашњом намотаном батеријском ћелијом са крајња негативна електродна плоча, што доводи до квара батерије. Ако батерија од нерђајућег челика користи ћелију батерије са унутрашњим намотавањем са крајњом плочом позитивне електроде, постоји проблем са заваривањем између уха на плочи позитивне електроде (обично направљене од Ал траке) и шкољке од нерђајућег челика, тако да је батерија намотана унутра обично се користи ћелија са крајњом негативном плочом електроде. Структурно, литијум-јонске батерије са флексибилним паковањем имају конкурентску предност у капацитету у поређењу са литијум-јонским батеријама од нерђајућег челика.

Капацитет пражњења литијум-јонских батерија флексибилног паковања на високој температури од 45цц и ниској температури -10 степена достиже 102,8% и 87,8% капацитета на собној температури од 25 степени, што указује на добре перформансе на високим и ниским температурама. Међутим, капацитет пражњења литијум-јонских батерија од нерђајућег челика на високој температури од 45 степени и ниској температури -10 степена достиже 103,2% и 93,4% капацитета на собној температури од 25 степени. Као што је приказано на слици, стопа задржавања капацитета пражњења литијум-јонских батерија са флексибилним паковањем на ниској температури је блиска оној код литијум-јонских батерија од нерђајућег челика на ниској температури.

Литијум-јонска батерија направљена заменом конвенционалног металног омотача омотачем алуминијум-пластичне композитне фолије има добре перформансе стабилности при вожњи. Структура, материјал и перформансе алуминијумско-пластичне композитне фолије и заптивача за уши могу у потпуности да изолују унутрашње и спољашње реакције батерије. Алуминијум-пластични композитни филм може постићи добру функцију заптивања сличну оној од металне шкољке.
Тестирање других индикатора перформанси као што су перформансе складиштења, перформансе самопражњења и различите безбедносне перформансе литијум-јонских батерија са флексибилним паковањем је завршено, а производи су у основи испунили захтеве националног стандарда „Општа спецификација за литијум-јонске батерије за Тестирање ГБ/Т18287-2000" мобилних телефона. Литијум-јонски производи са флексибилним паковањем су тренутно подвргнути тржишном тестирању, углавном се користе у МП3, бежичним слушалицама, ДВД-у за аутомобиле и другим апликацијама.

Истраживања о електрохемијским перформансама литијум-јонских батерија са флексибилним паковањем, као што су капацитет пражњења, капацитет пражњења при високим и ниским температурама и стабилност циклуса батерије, показала су да литијум-јонске батерије са флексибилним паковањем имају веома високу примену. Разликује се од литијум-јонских батерија са металним омотачем и полимерних литијум-јонских батерија. То је нови тип литијум-јонске батерије, која има предности као што су велики однос тежине и енергије, добра пластичност облика и једноставан производни процес, а очекује се да ће се производити у великим размерама.