锂离子电池是一种电化学电池,它利用锂离子移动电子并产生电压。锂离子电池是一些能量密度最高、寿命最长的可充电电池。从手机到家庭备用电源系统,这些电池通常是便携式和离网电源系统的核心。
有许多不同类型的锂离子电池,在 Battle Born Batteries,我们使用LiFePo4 化学物质。
既然我们已经讨论了锂离子电池是什么,我们可以讨论它们所有不同的组件和材料。让我们跳进去。
信不信由你,您将在船和房车中看到的大型锂电池实际上由许多较小的电池组成。在这些电池中的每一个内都有一个阳极、阴极和电解质。因此,这些电池中的每一个都是在技术上可以独立运行的电池。然后制造商将它们连接在一起以产生所需的电压。
当电子从阳极通过电解质移动到阴极时,电池会产生电能。阳极通常由某种氧化金属(如石墨或锌)制成,而阴极通常由某种氧化锂制成。
基本上,阳极应该失去电子,而阴极应该获得电子。另一方面,电解质通常是某种可以传输电子的锂盐溶液。正是这种锂盐为电池的运行提供了多余的电子。
那么这些单独的电池如何连接以创建更大、更强大的电池组呢?当然有电线和端子!本质上,细胞以一种允许电子无缝流过系统的方式相互连接。正极(阴极)通过铜和铝端子和电线 连接到负极(阳极)。
最后,每个电池组内都有一个电池管理系统 (BMS)。这个重要的组件监控从电池温度到每个电池的充电和放电的一切。
最后但同样重要的是,需要有一种方法来保护所有这些重要部件。电池盒执行这一重要功能。电池的坚固外部通常由塑料、橡胶或硅制成,可保护电池、内部电线和 BMS 免受可能干扰电池功能的外部元素的影响。
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接下来,我们来探讨一下锂电池的制造工艺。从电芯制造到电池组组装,每一步都一丝不苟,确保安全可靠。
那么锂电池的电芯是如何制成的呢?阳极和阴极将在一条大型装配线上彼此分开。这是为了防止任何交叉污染。它们都与导电粘合剂混合以形成浆料,然后箔(铝用于阴极,铜用于阳极)覆盖阳极和阴极。一个特殊的烤箱将箔片烘烤到电极上。
在此之后,是时候将电池缠绕在一起并安装端子了。制造商增加了通风口和其他安全措施,并通过真空将电解液放入(它与氧气发生反应,因此不能与空气接触)。一旦制造商关闭外壳,他们就可以对电池进行充电和测试。
现在让我们看看这些单独的电池是如何组合成一个电池组的。首先,制造商将电池焊接到阳极侧和阴极侧的板上,然后将它们组装成电池组。制造商测试单个电池组并将它们匹配在一起以形成所需的安培小时(例如,30 个单独的电池将创建一个 100Ah 的电池)。
在此之后,制造商将这些电池组组装到一个箱子中,并将它们连接到 BMS。制造商将像测试单个电池和电池组一样测试电池,以确保安全性和可靠性。
制造安全、高性能的电池需要勤奋。您可能已经知道,锂电池存在重大安全隐患。错误的制造和不当的使用会增加这些风险。这涉及一种称为热失控的现象(本质上是一种极难扑灭的火灾)。当细胞功能不均匀时,就会发生这种情况。
不仅如此,劣质电池的性能也会受到影响。这就是为什么信任您的电池制造商如此重要的原因。您不仅想物有所值,而且还想睡个好觉,因为您的电池质量高且安全。
在 Battle Born Batteries,我们以严格的质量标准为荣,并在制造过程中多次测试我们的电池和电池。此外,我们构建了专有的 BMS,可防止我们的电池在任何可能危险的条件下运行。
可以回收用过的电池并重新使用其中的锂。目前, 回收过程仍然相对较新、具有挑战性且成本高昂。
此外,锂电池是一项相当新的技术,并且可以使用很长时间。其中许多电池尚未达到使用寿命,也不需要回收。随着越来越多的电池需要回收,改进回收过程对于为我们的自然供应创造可持续的未来至关重要。
值得庆幸的是,像Redwood Materials这样的公司正在寻找更好的方法来重复使用电池,这样我们就可以避免开采地球上宝贵的资源。