¿Conoces estos conocimientos sobre las baterías cilíndricas de litio?

Las baterías cilíndricas de litio se dividen en diferentes sistemas de fosfato de hierro y litio, cobaltato de litio, manganato de litio, cobalto y manganeso mixtos y materiales ternarios. La carcasa se divide en dos tipos: carcasa de acero y polímero. Diferentes sistemas de materiales tienen diferentes ventajas.

Lista de modelos cilíndricos de batería de litio

A. ¿Qué es una batería de litio cilíndrica?

1, Definición de batería cilíndrica

Las baterías cilíndricas de litio se dividen en diferentes sistemas de fosfato de hierro y litio, cobaltato de litio, manganato de litio, cobalto y manganeso mixtos y materiales ternarios. La carcasa se divide en dos tipos: carcasa de acero y polímero. Diferentes sistemas de materiales tienen diferentes ventajas. En la actualidad, el cilindro es principalmente una batería cilíndrica de fosfato de hierro y litio con carcasa de acero. El rendimiento de esta batería es de alta capacidad, alto voltaje de salida, buen rendimiento del ciclo de carga y descarga, voltaje de salida estable, descarga de alta corriente, rendimiento electroquímico estable, uso seguro, amplio rango de temperatura de trabajo y respetuoso con el medio ambiente. Es ampliamente utilizado en lámparas solares, lámparas de césped, fuentes de energía de respaldo, herramientas eléctricas y modelos de juguetes.

2 、estructura de celda cilíndrica

Una batería cilíndrica típica tiene una estructura que incluye una caja, una tapa, un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador, un electrolito, un elemento PTC, una junta, una válvula de seguridad, etc. Generalmente, la carcasa de la batería es el electrodo negativo. De la batería, la tapa es el electrodo positivo de la batería y la carcasa de la batería está hecha de placa de acero niquelado.

3. Ventajas de las baterías de litio cilíndricas

En comparación con la batería de litio cuadrada y de polímero , la batería de litio cilíndrica tiene el tiempo de desarrollo más largo, mayor grado de estandarización, tecnología más madura, alto rendimiento y bajo costo.

• Proceso de producción maduro, bajo costo de PACK, alto rendimiento de productos de batería, buen rendimiento de disipación de calor
• Las baterías cilíndricas han formado una serie de especificaciones y modelos estándar unificados internacionalmente, tecnología madura, adecuada para la producción continua a gran escala.
• El área de superficie específica del cilindro es grande y el efecto de disipación de calor es bueno.
• Las baterías cilíndricas son generalmente baterías selladas y no presentan problemas de mantenimiento durante su uso.
• La carcasa de la batería tiene una alta resistencia a la presión y no habrá fenómenos como la expansión de la batería del paquete cuadrado o blando durante el uso.

4. Material del cátodo de la batería cilíndrica

En la actualidad, los principales materiales comerciales de cátodo de batería cilíndrica son principalmente óxido de cobalto de litio (LiCoO2), manganato de litio (LiMn2O4), ternario (NMC), fosfato de hierro y litio (LiFePO4), etc. sigue:

5, materiales de ánodo para baterías cilíndricas

Los materiales de ánodo de batería cilíndrica se dividen aproximadamente en seis tipos: materiales de ánodo de carbono, materiales de ánodo de aleación, materiales de ánodo a base de estaño, materiales de ánodo de nitruro de metal de transición que contienen litio, materiales a nanoescala y materiales de nano-ánodo.

• Materiales de ánodo de nanomateriales de carbono: en la actualidad, los materiales de ánodo que se han utilizado realmente en las baterías de iones de litio son básicamente materiales de carbono, como grafito artificial, grafito natural, microesferas de carbono en mesofase, coque de petróleo, fibra de carbono, carbono de resina pirolítica, etc.
• Materiales de ánodo a base de aleaciones: incluidas aleaciones a base de estaño, aleaciones a base de silicio, aleaciones a base de germanio, aleaciones a base de aluminio, aleaciones a base de antimonio, aleaciones a base de magnesio y otras aleaciones, y actualmente no hay productos comerciales.
• Materiales anódicos a base de estaño: los materiales anódicos a base de estaño se pueden dividir en óxidos de estaño y óxidos compuestos a base de estaño. El óxido se refiere a un óxido de estaño metálico en varios estados de valencia. Actualmente no hay productos comerciales.
• Materiales de ánodo de nitruro de metal de transición que contienen litio, actualmente no hay ningún producto comercial.
• Materiales a nanoescala: nanotubos de carbono, materiales de nanoaleaciones.
• Materiales de nano ánodo: materiales de nano óxido

B. Celda de batería de litio cilíndrica

1. Marca de núcleo de batería cilíndrica de iones de litio

Las baterías de litio cilíndricas son más populares en Japón y Corea del Sur, y también hay empresas a gran escala en China que producen baterías de litio cilíndricas. La primera batería de litio cilíndrica fue inventada por la empresa japonesa SONY en 1992.

Marcas conocidas de celdas de iones de litio cilíndricas: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bick, Lishen, CATL, Gove, EVE, etc.

2. Tipos de celdas cilíndricas de iones de litio

El núcleo cilíndrico de la batería de iones de litio generalmente se representa con el dígito 5. Desde la izquierda, los dígitos primero y segundo se refieren al diámetro de la batería, los dígitos tercero y cuarto se refieren a la altura de la batería y el quinto dígito representa el círculo. Existen muchos tipos de baterías cilíndricas de litio, las más comunes son la 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650, 32140, 33140, etc.

① 10440 batería

La batería 10440 es un tipo de batería de litio con un diámetro de 10 mm y una altura de 44 mm. Es el mismo que el tamaño que a menudo llamamos "batería No.7". La capacidad de la batería es generalmente muy pequeña, solo unos pocos cientos de mAh, y se usa principalmente en mini productos electrónicos. Por ejemplo, linternas, mini parlantes, parlantes, etc.

② 14500 batería

La batería 14500 es un tipo de batería de litio con un diámetro de 14 mm y una altura de 50 mm. Esta batería es generalmente de 3,7 V o 3,2 V. La capacidad nominal es relativamente pequeña, un poco más grande que las baterías 10440, generalmente 1600 mAh, con un rendimiento de descarga superior. Las principales áreas de aplicación son la electrónica de consumo, como audio inalámbrico, juguetes eléctricos, cámaras digitales, etc.

③ 16340 batería

La batería 16340 es un tipo de batería de litio con un diámetro de 16 mm y una altura de 34 mm. Este tipo de batería se usa a menudo en linternas fuertes, linternas LED, faros, luces láser, lámparas de iluminación, etc. debido a su menor altura y capacidad no muy pequeña.

④ 18650 batería

La batería 18650 es un tipo de batería de litio con un diámetro de 18 mm y una altura de 65 mm. Su mayor característica es que tiene una densidad energética muy alta, llegando casi a los 170 WHr/kg. Por lo tanto, este tipo de batería es una batería con buen rendimiento económico. La mayoría de las baterías que vemos a menudo en tiempos normales son de este tipo, porque es una batería de litio relativamente madura con buena estabilidad de calidad en todos los aspectos y es ampliamente aplicable a ocasiones con una capacidad de batería de alrededor de 10 kW por hora, por ejemplo, en pequeños electrodomésticos. como teléfonos móviles y portátiles.

⑤ 21700 batería

La batería 21700 es un tipo de batería de litio con un diámetro de 21 mm y una altura de 70 mm. Debido a que su volumen aumenta, la tasa de utilización del espacio aumenta, la densidad de energía de la celda de la batería y el sistema se pueden mejorar, y su densidad de energía de volumen es mucho mayor que la de la batería 18650. Es ampliamente utilizado en vehículos digitales, eléctricos, vehículos de equilibrio, farolas con batería de litio de energía solar, luces LED, herramientas eléctricas, etc.

⑥ 26650 batería

La batería 26650 es una batería de litio con un diámetro de 26 mm y una altura de 65 mm, con un voltaje nominal de 3,2 V y una capacidad nominal de 3200 mAh. Esta batería tiene las características de excelente capacidad y alta consistencia, y gradualmente se ha convertido en una tendencia para reemplazar las baterías 18650. Muchos productos en baterías de alimentación lo favorecerán gradualmente.

⑦ batería 32650

La batería 32650 es un tipo de batería de litio con un diámetro de 32 mm y una altura de 65 mm. Este tipo de batería tiene una fuerte capacidad de descarga continua, por lo que es más adecuada para juguetes eléctricos, fuente de alimentación de respaldo, batería ups, sistema de generación de energía eólica y sistema de generación de energía complementaria eólica-solar.

⑧ 32140 batería

La batería cilíndrica grande de todos los polos 32140 es la batería de alta densidad de energía y bajo costo. El uso de la estructura de oreja de polo completo resuelve el problema del rendimiento de tasa insuficiente de las baterías cilíndricas tradicionales y tiene una amplia perspectiva en el futuro mercado de vehículos de nueva energía.

⑨ETC

C. desarrollo del mercado de baterías de litio cilíndricas

El progreso tecnológico de las baterías cilíndricas de iones de litio proviene principalmente de la investigación y aplicación innovadoras de materiales clave para baterías. A través del desarrollo de nuevos materiales, se mejora aún más el rendimiento de la batería, se mejora la calidad, se reduce el costo y se mejora la seguridad. Para cumplir con los requisitos de las aplicaciones posteriores para la mejora de la energía específica de la batería, por un lado, mediante el uso de materiales de alta capacidad específica, por otro lado, mediante el aumento del voltaje de carga, se pueden usar materiales de alto voltaje.

En el desarrollo de baterías cilíndricas de iones de litio a corto y mediano plazo, mientras se optimiza la tecnología de baterías de energía de iones de litio del sistema existente para satisfacer las necesidades del desarrollo a gran escala de vehículos de nueva energía, centrándose en el desarrollo de nuevos vehículos de litio. Las baterías de energía de iones, mejorando su seguridad, consistencia y vida útil y otras tecnologías clave, llevan a cabo simultáneamente investigaciones y desarrollos con visión de futuro de nuevas baterías de energía del sistema.

Para el desarrollo a mediano y largo plazo de baterías cilíndricas de iones de litio, mientras se optimizan y actualizan continuamente nuevas baterías de energía de iones de litio, la atención se centra en el desarrollo de nuevas baterías de energía del sistema, mejorando significativamente la energía específica, reduciendo significativamente los costos, y darse cuenta de la aplicación práctica ya gran escala de las nuevas baterías de energía del sistema.

D. Comparación de batería de litio cilíndrica y batería de litio cuadrada

1. Forma de la batería: el tamaño cuadrado se puede diseñar arbitrariamente, mientras que las baterías cilíndricas no se pueden comparar.

2. Características de velocidad: limitaciones del proceso multipolar de soldadura de batería cilíndrica, características de velocidad ligeramente peores que las de la batería cuadrada multipolar.

3. Plataforma de descarga: baterías de litio que utilizan los mismos materiales y electrolitos positivos y negativos, teóricamente hablando, la plataforma de descarga debería ser la misma, pero la plataforma de descarga en la batería de litio cuadrada es ligeramente más alta.

4. Calidad del producto: el proceso de fabricación de la batería cilíndrica es relativamente maduro, la probabilidad de que la pieza polar tenga el segundo defecto de corte es baja y la madurez y el grado de automatización del proceso de bobinado son relativamente altos.

5. soldadura de oreja: la oreja de la batería cilíndrica es más fácil de soldar que la batería de litio cuadrada; La batería de litio cuadrada es fácil de producir soldadura virtual para afectar la calidad de la batería.

6. Grupo PACK: las baterías cilíndricas son más fáciles de usar, por lo que la tecnología PACK es simple y el efecto de disipación de calor es bueno; El paquete de batería de litio cuadrado debe resolver el problema de la disipación de calor.

7. Características estructurales: la esquina de la batería de litio cuadrada de actividad química deficiente, el uso a largo plazo de la densidad de energía de la batería es fácil de decaer, la vida útil de la batería es más corta.

E. Comparación de batería de litio cilíndrica y batería de polímero de litio

1. La batería de polímero tiene un buen rendimiento de seguridad. La batería de polímero está empaquetada con una estructura de película de aluminio y plástico. Cuando ocurre un problema de seguridad, la batería de polímero generalmente explotará y se agrietará, en lugar de explotar como una batería de carcasa de acero o de aluminio. El rendimiento de seguridad es superior a las baterías de litio cilíndricas.

2. El peso de la batería de polímero es relativamente ligero. El peso de la batería de polímero es un 40 % más ligero que el de la batería de litio con carcasa de acero de la misma capacidad y un 20 % más ligero que el de la batería de litio con carcasa de aluminio cilíndrica. La resistencia interna es pequeña y la resistencia interna de la batería de polímero es más pequeña que la de la batería de litio, lo que puede reducir en gran medida el autoconsumo de la batería;

3. La batería de polímero tiene un buen rendimiento de ciclo, la vida útil del ciclo de la batería de polímero es más larga y la atenuación de 100 ciclos es 4% ~ 7% menor que la de la batería cilíndrica de carcasa de aluminio;

4. El diseño de la batería del paquete blando es más flexible, la forma se puede cambiar en cualquier forma, puede ser más delgada, se puede personalizar de acuerdo con las necesidades del cliente, el desarrollo de nuevos modelos de celdas. La batería de litio cilíndrica no tiene esta condición.

5. Las deficiencias de las baterías de polímero en comparación con las baterías de litio cilíndricas son la mala consistencia, el alto costo y la tendencia a las fugas. El alto costo se puede resolver mediante la producción a gran escala, y la fuga se puede resolver mejorando la calidad de la película plástica de aluminio.

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