特徴の速い理解および6つの共通のリチウム電池(3/6)の変数

March 11, 2019

LiMn2O4

スピネル リチウム マンガン酸塩電池は1983年に最初に報告されました。1996年に、Moli Energy Companyは陰極材料としてリチウム マンガン酸塩を使用してリチウム イオン電池を商業化しました。構造はそれにより内部抵抗を減らし、現在の収容量を改善する電極のイオン流れを、改善できる三次元スピネル構造を形作ります。スピネルのもう一つの利点は高い熱安定性および安全ですが、周期およびカレンダーの生命は限られています。

 

力は中熱の蓄積を用いる20-30A流れで排出されます。負荷は秒がまた応用である場合もある50A1まで脈打ちます。この流れの連続的で高い負荷は蓄積を熱するために導き電池の温度は80 C (F) 176を超過するべきではないです。リチウム マンガン酸塩は電気用具、医療機器および雑種および純粋な電気自動車で使用されます。

 

図4はリチウム マンガン酸塩電池の陰極の三次元水晶骨組の形成を説明します。スピネル構造は通常格子に接続される斜方形の形で構成され通常電池の形成の後に起こります。

 
図4:リチウム マンガン酸塩の構造。リチウム マンガン酸塩の陰極の結晶化に形成の後で形作られる三次元骨組構造があります。スピネルは低い抵抗を提供しますが、リチウム コバルトより特定のエネルギーを下げます。
 
リチウム マンガン酸塩の容量はリチウム コバルトのそれより低い約3分の1です。設計柔軟性はエンジニアが電池の寿命を最大にするか、または最大負荷の流れ(比出力)または容量(特定のエネルギー)を高めることを選ぶことを可能にします。例えば高容量版に1,500 mAhの適当な容量があるが、18650電池の長命版に1,100だけmAhの適当な容量があります。図5は典型的なリチウム マンガン酸塩電池のくもの図表を示します。これらの独特変数は理想的ではないようではないですが、新しい設計は力、安全および生命に改良します。純粋なリチウム マンガン酸塩電池は今日もはや共通ではないです;それらは特別な状態だけで使用されます。
図5:純粋なリチウム マンガン酸塩電池のくもの図表。
一般的な性能にもかかわらず、新しいリチウム マンガン酸塩の設計は力、安全および生命を改善できます。

ほとんどのリチウム マンガン酸塩はリチウム ニッケルのマンガンのコバルトの酸化物(NMC)と特定のエネルギーを高め、生命を延長するために混合されます。この組合せは各システムの最高の性能、および日産・リーフ、シボレー・ボルトおよびBMW i3の使用LMO (NMC)のようなほとんどの電気自動車を、持って来ます。電池のLMOの部品はNMCの部品は長期を提供するが約30%に達し、加速でより高い流れを提供できます。

 

 

リチウム イオン電池は活動的な陰極材料としてコバルト、ニッケル、マンガンやアルミニウムとリチウム マンガン酸塩を結合しがちです。ある建築では、わずかケイ素は陽極に加えられます。これは25%の能力アップを提供します;但し、ケイ素は満たし、排出の間に拡大し、縮まると同時に、により短いサイクル寿命と通常密接に関連している機械圧力を引き起こします。

 

 

この3種類の活動的な金属およびケイ素の補強は特定のエネルギー(容量)、比出力(積載量)または生命を改善するために便利に選ぶことができます。消費者電池は産業適用はよい積載量がある電池システムを必要とするが大容量を、長い生命必要とし、安全な、信頼できるサービスを提供します。

 

 

概要表

リチウム マンガン酸塩の酸化物:LiMn2O4陰極、グラファイトの陽極;

省略:1996年以来のLMOか李Mn (スピネル構造)

3.70V (3.80V) 3.0-4.2V電圧3.70V (3.80V)わずかな値;典型的な動作範囲3.0-4.2V/battery

特定のエネルギー(容量) 100-150 Wh/kg

充満(C率)典型的な価値はです0.7-1Cの最大値です4.20V (ほとんどの電池)に満たす3C

排出(C率) 1C;ある電池は10Cにの30C脈拍(5s)、2.50V締切り達することができます。

サイクル寿命300-700 (排出および温度の深さによって)

熱逃亡の典型的な価値は250の摂氏温度(482の華氏温度)です。高い充満は熱逃亡を促進します

 電気用具の適用、医療機器、送電システム

 注:高い発電しかし低い容量;リチウム コバルトより安全;性能を改善するためにNMCと通常混合されて。