그게 어떻게 가능해? 태양 아래있는 모든 리튬 배터리 제조업체는 빠르게 충전 가능한 배터리를 만들고 싶어하므로 뜨거운 연구 주제입니다.
고배 수율 셀에 대한 표준 정의는 없지만 기본 설계 지침에 따르면 표준 코발트 옥사이드 기반 셀은 2C 또는 3C 속도의 연속 전류를 지원할 수 있습니다. 코발트 옥사이드 기반의 고 드레인 셀은 이러한 전류를 거의 두 배로 지원하지만 몇 초 동안 만 지원합니다. 새로운 고 배수 전지는 20C 연속을 지원합니다.
고 방전율 셀이 매우 짧은 기간에 걸쳐 고전류 방전을 지원할 수 있다고 가정하면, 배터리 충전기는 그 셀을 똑같이 짧은 시간 내에 완전히 충전 할 수있다. 그러나이 가능성을 이용하려면 기존의 배터리 충전기 디자인을 수정해야합니다. 간단하게하기 위해, 단일 셀 배터리 팩을 지원하는 단일 베이 충전기의 예를 통해 이러한 변경 사항을 설명 할 수 있습니다.
세포 특성
표면에서 빠르게 충전되는 리튬 이온 셀은 간단 해 보입니다. 충전 사이클의 정전류 단계 동안 전달되는 전류를 단순히 증가시킬 수있는 것으로 보인다. 그러나, 표에 도시 된 바와 같이, 전류가 1C에서 더 높은 속도로 증가 될 때 전체 충전 시간은 크게 감소되지 않는다.
2C 요금과 3C 요금의 충전 시간 차이는 셀 공급 업체에 관계없이 약 1 분입니다. 본질적으로 셀은 단지 고전압 컷오프에 더 빨리 도달하지만 정전압 충전 모드의 시간은 훨씬 길다. 분명히 이것은 과전압으로 인한 배터리 손상 가능성을 높입니다. 전통적인 리튬 이온 셀의 저항은 더 빠른 충전 중에 더 많이 가열되어 셀이 고장 나기 시작합니다. 빠른 충전으로 배터리 수명이 크게 줄어 듭니다.
고 방전 및 고 방전율을 수용 할 수있는 셀을 설계하는 것은 이온 및 전자의 수송을위한 경로 길이 및 저항을 감소시키기위한 노력이다. 그림 1은 전형적인 리튬 이온 원통형 셀의 단면을 보여줍니다. 배터리의 활물질부터 변경이 시작됩니다. 전통적인 Li- 이온 셀은 리튬-코발트-옥사이드 (LiCoO2) 캐소드 화합물을 기본으로합니다. 이 물질에서, 캐소드 내외부로 확산되는 Li- 이온은 결정 구조에서 2-D 경로를 통해서만 삽입 될 수있다.
배터리 활성 물질의 물리적 형태를 변경하거나 물질의 화학 구조를 변경하거나 둘 다를 수행하여 경로 길이를 단축 할 수 있습니다. 물리적으로 문제를 해결하는 한 가지 방법은 재료의 입자 크기를 나노 크기만큼 작게 줄이는 것입니다. 망간 스피넬 (LiMn2O4)과 같은 새로운 화학 물질은 이온 삽입을위한 3 차원 경로를 제공합니다.
이러한 변화에 더하여, 얇은 재료를 사용하고, 집 전체의 양을 증가시키고, 전해질 농도를 증가시키고 용매에 의한 점도를 감소시킴으로써 전지의 저항을 감소시켜야한다. 이러한 변화 중 다수는 매우 얇을 수있는 Li- 폴리머 셀이 고속 설계에 사용하기에 적합하다는 것을 시사한다.
리튬 이온 셀 제조업체는 고속 응용 분야에 적합한 설계를 구현하기 위해 공식을 실험 해 왔습니다. 몇몇 제조업체는 솔루션을 제안했습니다. E-One Moli Energy는 무선 전동 공구를위한 망간-스파이널 음극 재료를 기반으로하는 고 방전율 셀을 출시했습니다.
