ความเข้าใจอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับลักษณะและพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไปหกตัว (1/6)
March 5, 2019
ลิเทียมโคบอลต์ออกไซด์
พลังงานเฉพาะสูงทำให้ลิเทียมโคบอลต์ออกไซด์เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับโทรศัพท์มือถือแล็ปท็อปและกล้องดิจิตอล แบตเตอรี่ประกอบด้วยแคโทดโคบอลต์ออกไซด์และขั้วบวกของคาร์บอนกราไฟท์ แคโทดมีโครงสร้างเป็นชั้น ในระหว่างการปลดปล่อยลิเธียมไอออนจะย้ายจากขั้วบวกไปยังแคโทดในขณะที่กระบวนการชาร์จจะไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม โครงสร้างดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1: โครงสร้างลิเทียมโคบอลต์ออกไซด์
แคโทดมีโครงสร้างเป็นชั้น ระหว่างการคายประจุลิเธียมไอออนจะย้ายจากขั้วบวกไปยังขั้วลบและไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกในระหว่างการชาร์จ ข้อเสียของลิเทียมโคบอลต์คืออายุการใช้งานที่ค่อนข้างสั้นเสถียรภาพทางความร้อนต่ำและความสามารถในการรับน้ำหนัก จำกัด (พลังงานเฉพาะ) เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนผสมโคบอลต์อื่น ๆ ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ใช้ขั้วบวกไฟท์ วงจรชีวิตของมันส่วนใหญ่ถูก จำกัด โดยอินเตอร์เฟซอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง (SEI) ซึ่งส่วนใหญ่จะปรากฏในฟิล์มหนา SEI และปัญหาการชุบลิเธียมในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็วหรือการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ ระบบวัสดุที่ใหม่กว่าเพิ่มนิกเกิลแมงกานีสและ / หรืออลูมิเนียมเพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานกำลังการผลิตไฟฟ้าและลดต้นทุน
ไม่ควรชาร์จและปล่อยลิเทียมโคบอลต์ออกไซด์ที่กระแสเกินความจุ ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ 18650 ที่มี 2,400 mAh สามารถชาร์จและคายประจุได้น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2,400 mA เท่านั้น การบังคับใช้การชาร์จอย่างรวดเร็วหรือการใช้งานของโหลดที่สูงกว่า 2,400mA จะนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปและความเครียดเกินพิกัด เพื่อให้ได้อัตราการชาร์จที่รวดเร็วที่สุดผู้ผลิตแนะนำให้ใช้อัตราการชาร์จของ 0.8C หรือประมาณ 2,000 mA วงจรป้องกันแบตเตอรี่ จำกัด อัตราการชาร์จและการคายประจุของหน่วยพลังงานให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยประมาณ 1C
แผนภูมิแมงมุมหกเหลี่ยม (รูปที่ 2) สรุปประสิทธิภาพของลิเทียมโคบอลต์ในพลังงานเฉพาะหรือความจุที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน พลังงานเฉพาะหรือความสามารถในการจัดหากระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ ความปลอดภัย ประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและต่ำ ชีวิตรวมถึงปฏิทินและวงจรชีวิต ลักษณะต้นทุน คุณสมบัติที่สำคัญอื่น ๆ ที่ไม่ได้แสดงในแผนภูมิแมงมุมรวมถึงความเป็นพิษความสามารถในการชาร์จอย่างรวดเร็วการคายประจุเองและอายุการใช้งาน
รูปที่ 2: แผนภูมิแมงมุมของแบตเตอรี่ลิเธียมโคบอลต์เฉลี่ย
ลิเธียมโคบอลต์มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในพลังงานเฉพาะสูง แต่สามารถให้ประสิทธิภาพทั่วไปในลักษณะพลังงานความปลอดภัยและวงจรชีวิต
| แรงดันไฟฟ้า | ค่าที่กำหนดคือ 3.60V; ช่วงการทำงานทั่วไปคือ 3.0-4.2V / แบตเตอรี่ |
| พลังงานเฉพาะ (ความจุ) | 150-200 Wh / kg แบตเตอรี่พิเศษให้สูงถึง 240Wh / kg |
การเรียกเก็บเงิน (อัตรา C) | 0.7-1C, การชาร์จถึง 4.20V (แบตเตอรี่ส่วนใหญ่); เวลาชาร์จทั่วไปคือ 3 ชั่วโมง กระแสไฟที่มากกว่า 1C จะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง |
| ปล่อยกระแสไฟฟ้า | . 1C; จำหน่ายตัดแรงดันไฟฟ้า 2.50V กระแสคายประจุที่สูงกว่า 1C จะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง |
| วงกลมชีวิต | 500-1000 ขึ้นอยู่กับความลึกของการปล่อยโหลดและอุณหภูมิ |
| ความร้อนควบคุมไม่ | 150 องศา C (302 องศา F) สถานะที่เต็มไปเต็มรูปแบบได้อย่างง่ายดายนำไปสู่การหนีความร้อน |
| ใบสมัคร | พลังงานจำเพาะสูงมากพลังงานเฉพาะ จำกัด โคบอลต์มีราคาแพง มันถูกใช้เป็นแบตเตอรี่พลังงาน ส่วนแบ่งการตลาดมีเสถียรภาพ |
| หมายเหตุ | พลังงานจำเพาะสูงมากพลังงานเฉพาะ จำกัด โคบอลต์มีราคาแพง มันถูกใช้เป็นแบตเตอรี่พลังงาน ส่วนแบ่งการตลาดมีเสถียรภาพ |