Basi di pruggettazzioni di battirìi a ioni a litiu-
Principi di basi dû pruggettu
La pruggettazzioni dâ battirìa havi a èssiri basata supra li bisogni spicìfici dû dispusitivu elèttricu e li carattirìstichi dûbattarìastissu. Prima, li paràmitri tècnici di ogni cumpunenti, ntra li quali l’elittrodi, l’elittrolitu, lu siparaturi e la custodia, hannu a èssiri difinuti chiaramenti. Sparti, li paràmitri dû prucessu di pruduzzioni s’ànnu a arriggistrari pi èssiri sicuri ca la batteria finali suddisfa li spicificazzioni priditirminati e l’innicatura di rinnimentu (comu vurtaggiu, capacità e vulumi). Nu pruggettu raggiunevuli ed efficaci è funnamintali pi migghiurari li pristazzioni dâ battirìa nta l’usu riali; pirciò, è assai mpurtanti circari la suluzzioni ottimali duranti tuttu lu prucessu di pruggettazzioni.
Richiesti di pruggettazzioni
Ntâ pruggettazzioni dâ battirìa, è funnamintali capiri li riquisiti spicìfici dû dispusitivu di destinazzioni pî paràmitri di prissioni dâ battirìa e lu so ammienti upirativu. ‘n giniràli, s’avissiru a cunsidirari li siguenti fattura chiavi:
(1) Tinzioni di funziunamentu dâ battirìa.
(2) Currenti di funziunamentu dâ battirìa, cioè, currenti di scarica nurmali e currenti di piccu.
(3) Tempu di funziunamentu dâ battirìa, cumprisi li tempi di scarica cuntinua, la durata di sirvizziu o la durata dû ciclu.
(4) Ambienti di funziunamentu dâ battirìa, cumprisa la timpiratura ambienti, ecc.
(5) Vulumi massimu ammissibbili dâ battirìa.
Li batterii a ioni di litiu-su' assai usati pi li so pristazzioni eccizziunali. Cumunca, nta certi applicazzioni, hannu a suddisfari na para di riquisiti aggiuntivi, comu risistiri a scossi e virbazzioni, adattàrisi a timpiraturi estremi e funziunari nta ammienti a vascia prissioni. Quannu si pruggittanu sti battirìi, sparti di cunzidirari sti carattirìstichi fìsichi funnamintali, è nicissariu cunzidirari fattura comu la scigghiuta dî matiriali primi, li fattura chiavi ca ditirminanu li carattirìstichi dî battirìi, li pristazzioni cumplissivi, li prucessi di pruduzzioni, l’anàlisi dî costi e li timpiraturi di funziunamentu.
Innicatura chiavi pâ valutazzioni dû funziunamentu dî batterii di putenza
Li funziunalità dâ battirìa vennu giniralmenti valutati dî siguenti aspetti:
1) Capacità
La capacità dâ battirìa si rifirisci â quantità tutali di elittricità ca na battirìa po dari ‘n cunnizzioni di scarica spicìfichi. Stu cuncettu eni di sòlitu espressu comu lu prudottu di la currenti e di lu tempu, e eni giniralmenti misuratu 'n ampere-uri (Ah). Stu paràmitru nfruenza direttamenti la currenti massima di funziunamentu dâ battirìa e la durata dû funziunamentu cuntinuu.
2) Carattirìstichi di scaricamentu e risistenza nterna
Li carattirìstichi di scarica dâ battirìa riflèttinu la stabbilità dû so vurtaggiu di nisciuta, lu chianu di vurtaggiu e la so prissioni di scarica di currenti auta - nta cunnizzioni spicìfichi. Chisti su’ nnicatura mpurtanti pi misurari la capacità di càrricu dâ battirìa. Sparti, cci su’ du’ tipi di risistenza dintra la battirìa: la risistenza nterna ohmica e la risistenza nterna di pularizzazzioni. Sti du’ tipi di risistenza nterna ànnu n’impattu particularmenti mpurtanti ncapu lu rinnimentu cumplessivu dâ scarica duranti na scarica di currenti auta-.
3) Gamma di timpiraturi di funziunamentu
Pi assicurari nu funziunamentu stàbbili di l’apparicchiaturi elèttrichi ‘n vari cunnizzioni ammintali, li batterii hannu a mantèniri boni pristazzioni nta nu certu intervallu di timpiraturi.
4) Rinnimentu di l'archiviazzioni
Doppu nu certu pirìudu di sarbamentu, li pristazzioni dâ battirìa ponnu canciari pi vari fattura, purtannu a autu-scarica, pirditi di elittroliti, curti circuiti, ecc., nfruenzannu accussì li so pristazzioni.
5) Rinnimentu dû ciclu
Lu rinnimentu dû ciclu si rifirisci ô nùmmaru di cicli di càrrica-di scarica ca na battirìa sicunnària po risistiri sutta certi règuli di càrrica-di scarica nzinu a quannu li so rinnimenti scinnunu a nu liveḍḍu priditirminatu. È unu di l’innicatura mpurtanti pi valutari l’affidabbilità a longu tèrmini di na battirìa.
6) Carattirìstichi di sicurizza
La sicurizza dâ battirìa si rifletti principalmenti ntô so liveḍḍu di sicurizza nta cunnizzioni d’usu anurmali. Chisti cunnizzioni d’usu anormali nchiùjinu suvraccarica, curti circuiti, provi di pinnitrazzioni dî chiodi, provi di sfracicamentu, espusizzioni a scatula cauda, impatti cu uggetti pisanti e vibrazzioni. La capacità dâ battirìa di risistiri a sti cunnizzioni estremi è unu dî fattura chiavi pi ditirminari la so adattabilità pi applicazzioni 'n scala larga-.
Attrizzatura pâ priparazzioni e la carattirizzazzioni di matiriali di l'elettrodi pusitivi e nigativi
priparazzioni
Li matiriali di l’elittrodi pusitivi e nigativi su’ cumpunenti chiavi di batterii a ioni di litiu, comu l’elittrodi pusitivi comu LFePO4 o LiCoO2, e l’elittrodi nigativi comu la grafiti o lu silicuni/carboniu. Diversi matiriali hanu bisognu di diversi mètudi di priparazzioni. Sta sizzioni usa matiriali di elèttrudi pusitivi tirnari comu esempiu pi ntrudùciri l’attrizzatura nicissaria nnô prucessu di priparazzioni.
Carattirizzazzioni
Li matiriali principali dî batterii a ioni di litiu, comu li matiriali di l’elittrodi pusitivi e nigativi, su’ tutti matiriali funziunali elittruchìmici ca nfruènzanu assai li pristazzioni elittruchìmichi dî batterii a ioni di litiu. Ci su' rilativamenti assai nnicatura tècnici di cunzidirari duranti la pruduzzioni e lu sbiluppu di matiriali, accussì comu la pruduzzioni e l'applicazzioni di batterii, ma arricugghìsciunu principalmenti nta tri catigurìi: la prima catigurìa è la struttura di cristallu e la micrustruttura dû matiriali; la sicunna catigurìa è l'innicatura fìsicuchìmici dû matiriali, ntra li quali la distribbuzzioni dâ grannizza dî particeḍḍi, l'aria di supirfici spicìfica, la dinsità dû rubinettu e la cumpusizzioni elimintari (cumprisi l'impurità); e la terza catigurìa è li carattirìstichi di rinnimentu elittruchìmicu dû matiriali, comu la capacità, l’efficienza nizziali e l’impidanza elittruchìmica. Lu rilevamentu e la carattirizzazzioni di vari nnicatura di matiriali principali dî battirìi a ioni di litiu su’ di granni mpurtanza pâ ricerca e lu sbiluppu di matiriali, lu cuntrollu dâ pruduzzioni e l’assicurazioni dâ qualità.
Apparecchiaturi di pruduzzioni di battirìi a ioni a litiu a pulsanti
Na cèllula di munita, canusciuta macari comu cèllula a buttuni o mità-cèllula, di sòlitu usa lu mitaḍḍu di litiu comu elèttrudu nigativu e un matiriali di l'elittrodu pusitivu comu elèttrudu pusitivu; o mitaḍḍu di litiu comu elèttrudu pusitivu e un matiriali di elèttrudu nigativu comu elèttrudu nigativu. Li so grannizzi nichi, lu cunzumu di matiriali vasciu nnâ fabbricazzioni di l’elittrodi e l’auta flissibbilità lu fannu divintari un dispusitivu mpurtanti pû diviluppu e li spirimenti di matiriali attivi pi batterii a ioni di litiu.
Ntô stadiu di fabbricazzioni di l’elittrodi, li matiriali e li riaggenti nicissari nchiùjinu matiriali di l’elittrodi pusitivi e nigativi, sustanzi cunnuttivi, liganti e culletturi di currenti. Prima, li matiriali attivi di l’elittrodu pusitivu e nigativu, l’agenti cunnuttivi e li liganti su’ ammiscati ‘n manera unifurmi nta na prupurzioni spicìfica usannu la macinazzioni manuali o l’omugginizzazzioni miccànica. Poi, la pasta ca risurta veni rivestita ncapu lu culletturi di currenti currispunnenti. Ntô rivestimentu di labburatoriu, lu mètudu di rivestimentu è ditirminatu ‘n basi â quantità di pasta. Pi pasta cchiù granni, si usa na màchina di rivestimentu nica (Figura (a)); pi pasti cchiù nichi, si usa nu dispusitivu di furmazzioni di pillìculi - pi rivestimentu manuali (Figura (b)). L’elittrodu veni poi asciugatu nta nu furnu di asciugatura e cumpattu cu la prissioni a rulli. Lu tagghiu è lu prucessu di tagghiari accuratamenti l'elittrodu a pezzi circulari. Di sòlitu, l’elittrodu pressatu ô rulli-veni strinciutu ntra carta di pisa e misu ncapu a na màchina pi punzari lestu pezzi nichi di elittrodu. Lu diàmitru dî pezzi nichi di l’elittrodu po èssiri arriggistratu dâ grannizza dû matrici di pirforazzioni dâ màchina di pirfurazzioni.
