Introducción:
Las baterías se pueden dividir en tres categorías: químicas, físicas y biológicas. Las químicas son las más utilizadas en vehículos eléctricos.
Pila química: Una pila química es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica mediante reacciones químicas. Está compuesta por electrodos positivos y negativos y electrolitos.
Batería física: Una batería física convierte la energía física (como la energía solar y la energía mecánica) en energía eléctrica a través de cambios físicos.
Clasificación química de las baterías: Desde un punto de vista estructural, se dividen en dos categorías: baterías de almacenamiento (incluidas las baterías primarias y secundarias) y pilas de combustible. Baterías primarias: de un solo uso, con material activo irreversible, baja autodescarga, alta resistencia interna y alta capacidad específica de masa y volumen.
Baterías secundarias: Pueden cargarse y descargarse repetidamente, su material activo es reversible y se utilizan ampliamente en diversos dispositivos de carga. La mayoría de los modelos del mercado utilizan baterías secundarias recargables para impulsar el vehículo. Las baterías secundarias se dividen en baterías de plomo-ácido, baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidruro metálico y baterías de litio, según los diferentes materiales de los electrodos positivos. Actualmente, las compañías automotrices las utilizan principalmente.baterías de litio, y algunos utilizan baterías de níquel-hidruro metálico.
Definición de batería de litio
batería de litioEs una batería que utiliza litio metálico o aleación de litio como material de electrodo positivo o negativo y una solución electrolítica no acuosa.
El proceso de carga y descarga de una batería de litio se basa principalmente en el movimiento de iones de litio (Li+) entre los electrodos positivo y negativo. Durante la carga, los iones de litio se desintercalan del electrodo positivo y se incrustan en el electrodo negativo a través del electrolito, quedando este último en un estado rico en litio; durante la descarga, ocurre lo contrario.
Principio electroquímico de la batería de iones de litio
Fórmula de reacción del electrodo positivo: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
Fórmula de reacción del electrodo negativo: C + xLi+ + xe- → CLix
Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad energética, una larga vida útil y una baja tasa de autodescarga, y se utilizan ampliamente en teléfonos móviles, computadoras portátiles y vehículos eléctricos.
Los campos de aplicación debaterías de litioSe dividen principalmente en energía y no energía. Las aplicaciones de las baterías de iones de litio se dividen en energía eléctrica, incluyendo vehículos eléctricos, herramientas eléctricas, etc.; las aplicaciones no eléctricas incluyen la electrónica de consumo y el almacenamiento de energía, entre otras.
Composición y clasificación de las baterías de litio
Las baterías de litio se componen principalmente de cuatro partes: materiales de electrodo positivo, materiales de electrodo negativo, electrolitos y separadores de batería. Los materiales de electrodo negativo afectan principalmente la eficiencia inicial y el rendimiento del ciclo de las baterías de iones de litio. Los electrodos negativos de las baterías de litio se dividen principalmente en dos categorías: materiales de carbono y materiales sin carbono. La aplicación más orientada al mercado es el material de electrodo negativo de grafito entre los materiales de carbono, entre los cuales el grafito artificial y el grafito natural tienen aplicaciones industriales a gran escala. Los electrodos negativos a base de silicio son el foco de investigación de los principales fabricantes de electrodos negativos y son uno de los nuevos materiales de electrodo negativo con mayor probabilidad de uso a gran escala en el futuro.
Baterías de litioSe clasifican en baterías de óxido de cobalto y litio, baterías de fosfato de hierro y litio, baterías ternarias, etc. según los materiales del electrodo positivo;
Según la forma del producto, se dividen en baterías cuadradas, baterías cilíndricas y baterías de paquete blando;
Según sus aplicaciones, se dividen en electrónica de consumo, almacenamiento de energía y baterías eléctricas. Entre ellas, las baterías de litio de consumo se utilizan principalmente en productos 3C; las baterías de almacenamiento de energía se utilizan principalmente en el almacenamiento de energía doméstica y en sistemas de energía independientes distribuidos, como la generación de energía solar y eólica; y las baterías eléctricas se utilizan principalmente en diversos vehículos eléctricos, herramientas eléctricas y vehículos de nuevas energías.
Conclusión
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Hora de publicación: 18 de septiembre de 2024