Szybkie zrozumienie właściwości i parametrów sześciu popularnych baterii litowych (1/6)

Tlenek kobaltu litu

Wysoka energia właściwa sprawia, że ​​tlenek kobaltu litu jest popularnym wyborem dla telefonów komórkowych, laptopów i aparatów cyfrowych. Bateria składa się z katody tlenku kobaltu i grafitowej anody węglowej. Katoda ma warstwową strukturę. Podczas wyładowania jony litu przesuwają się z anody na katodę, podczas gdy proces ładowania przepływa w przeciwnym kierunku. Strukturę pokazano na rysunku 1.

Figura 1: Struktura tlenku litu kobaltu

Katoda ma warstwową strukturę. Podczas rozładowywania jony litu przesuwają się z anody do katody i podczas ładowania ładują się z katody do anody. Wadami kobaltu litu są stosunkowo krótka żywotność, niska stabilność termiczna i ograniczona ładowność (moc właściwa). Podobnie jak inne baterie litowo-jonowe z domieszką kobaltu, tlenek kobaltu litu wykorzystuje grafitową anodę. Jego żywotność jest ograniczona głównie przez interfejs stałego elektrolitu (SEI), który objawia się głównie w stopniowym pogrubianiu filmu SEI i problemu z galwanizacją litu podczas szybkiego ładowania lub ładowania w niskiej temperaturze. Nowszy system materiałowy dodaje niklu, manganu i / lub aluminium w celu poprawy trwałości użytkowej, nośności i redukcji kosztów.

Tlenek litu kobaltowego nie powinien być ładowany i rozładowywany przy prądach przekraczających pojemność. Oznacza to, że 18650 akumulatorów z 2400 mAh może być ładowanych i rozładowywanych z prędkością nie większą niż 2400 mA. Wymuszone szybkie ładowanie lub stosowanie obciążeń wyższych niż 2400mA doprowadzi do przegrzania i przeciążenia. Aby uzyskać najlepszą szybkość ładowania, producent zaleca szybkość ładowania wynoszącą 0,8C lub około 2000 mA. Obwód chroniący akumulator ogranicza szybkość ładowania i rozładowania jednostki energetycznej do bezpiecznego poziomu około 1C.

Sześciokątny wykres krzyżowy (rysunek 2) podsumowuje wydajność kobaltu litu w określonej energii lub wydajności związanej z pracą; konkretna moc lub zdolność do zapewnienia dużego prądu; bezpieczeństwo; wydajność w środowiskach o wysokiej i niskiej temperaturze; życie, w tym kalendarz i cykl życia; charakterystyka kosztów. Inne ważne cechy, których nie pokazano na wykresie parzystym, to toksyczność, zdolność szybkiego ładowania, samorozładowanie i okres przydatności do użycia.

Rysunek 2: Wykres pajęczyny przeciętnych baterii litowo-kobaltowych.

Kobalt litu ma doskonałe właściwości w zakresie wysokiej energii właściwej, ale może zapewniać jedynie ogólne wyniki w zakresie charakterystyki mocy, bezpieczeństwa i cyklu życia.