Principio di carica e scarica della batteria Lipo 4s, assicurati di conservarla bene!

La batteria lipo 4s è una batteria ricaricabile che può essere usata ripetutamente. Ha un ampio campo di applicazioni, come le batterie interne dei telefoni cellulari, power bank e batterie per veicoli elettrici nella nostra vita quotidiana.
Allora, come si carica e scarica la batteria lipo 4s? Oggi, CNHL ti guiderà a esplorare i consigli per l'uso corretto della batteria lipo 4s, aiutandoti a usarla meglio ed evitare errori. Vieni a scoprirlo con me.
Prima di rispondere alla domanda sulla carica e scarica della batteria lipo 4s, è necessario comprendere la struttura della batteria lipo 4s e alcune caratteristiche del litio.

Struttura della batteria lipo 4s

La batteria lipo 4s è composta da tre parti: una lamina di rame rivestita di grafite, una lamina di alluminio rivestita di un composto di litio e un elettrolita contenente un sale organico di litio. La carica e la scarica della batteria lipo 4s sono in realtà il movimento reciproco di ioni litio ed elettroni liberi.
Metalli diversi hanno potenziali elettrochimici diversi. Il cosiddetto potenziale elettrochimico, in termini semplici, è la tendenza dei metalli a perdere elettroni. Dati i potenziali elettrochimici di alcuni metalli comuni, il litio,

che è il più facile a perdere elettroni, è usato nella batteria lipo 4s.
Ovviamente, l'elemento litio ha la tendenza più alta a perdere elettroni nella batteria lipo 4s, mentre il fluoro ha la tendenza più bassa a perdere elettroni. Questo perché lo strato più esterno del litio ha solo un elettrone, che è molto facile da perdere; mentre lo strato più esterno del fluoro ha 8 elettroni, che è molto stabile (lo strato più esterno di un atomo può avere al massimo 8 elettroni, e 1 è il più attivo, 8 elettroni il più stabile).

Il litio puro del materiale della batteria lipo 4s è un metallo altamente reattivo, bolle direttamente in acqua, ma l'ossido metallico del litio è molto stabile; se in qualche modo separiamo un atomo di litio da questo ossido metallico, questi atomi di litio sono estremamente instabili, formando istantaneamente uno ione litio e un elettrone.
Tuttavia, come menzionato sopra, il materiale litio della batteria lipo 4s, come parte dell'ossido metallico, è molto più stabile nell'ossido metallico che nello stato libero di questo atomo di litio. Pertanto, se possono essere forniti due percorsi diversi per il flusso di elettroni e ioni di litio tra il materiale litio della batteria lipo 4s e l'ossido metallico, gli atomi di litio si sposteranno automaticamente verso la parte dell'ossido metallico, e il percorso di questo elettrone è il circuito esterno.

In altre parole, proprio come le persone, tutti noi preferiamo una vita stabile rispetto ai giorni erranti. Lo stesso vale per l'elemento litio del materiale della batteria lipo 4s. Se può fare affidamento sul suo ossido metallico per raggiungere uno stato stabile, sicuramente preferisce non esistere nello stato di ioni di litio ed elettroni. Quindi usiamo il campo elettrico per tirare il litio fuori dall'ossido metallico, e poi diamo ai suoi ioni ed elettroni percorsi diversi (rimuovendo il campo elettrico esterno), e torneranno all'ossido.

Principio di carica e scarica della batteria lipo 4s

Le batterie lipo 4s reali contengono elettrolita e grafite. Tra questi, la grafite ha una struttura a strati, quindi gli ioni di litio separati possono essere facilmente immagazzinati lì. L'elettrolita tra la grafite e l'ossido metallico nella batteria lipo 4s agisce come una protezione, permette solo il passaggio degli ioni di litio, non degli elettroni.

Quando viene applicata una fonte di alimentazione (campo elettrico), il polo positivo della batteria lipo 4s attrae ovviamente gli elettroni dagli atomi di litio dell'ossido metallico a causa dell'attrazione degli opposti, e spinge questi elettroni a fluire lungo il circuito esterno fino a raggiungere lo strato di grafite della batteria lipo 4s. Nota che questi elettroni non possono fluire attraverso l'elettrolita.

Allo stesso tempo, gli ioni di litio carichi positivamente della batteria lipo 4s saranno attratti anche dal polo negativo e fluiranno attraverso l'elettrolita per raggiungere lo strato di grafite. In questo momento, lo strato di grafite contiene una grande quantità di ioni di litio ed elettroni. Questi ioni ed elettroni sono atomi di litio, ma poiché gli atomi di litio sono instabili, esistono sotto forma di ioni di litio ed elettroni.
Una volta che tutti gli atomi di litio nell'ossido metallico della batteria lipo 4s raggiungono lo strato di grafite, la batteria lipo 4s è completamente carica.

A questo punto, lo stato instabile degli atomi di litio è come una piccola palla sulla cima della montagna. Una volta che l'alimentazione viene rimossa e il carico collegato, gli atomi di litio ritornano a uno stato stabile come parte dell'ossido metallico.

A causa di questa tendenza a stabilizzarsi, gli elettroni di litio ritornano all'ossido attraverso il carico, e gli ioni di litio passano attraverso l'elettrolita tornando all'ossido, come una piccola palla che scivola giù dalla cima di una montagna, e infine gli ioni di litio e gli elettroni si combinano per formare atomi di litio fissati nell'ossido metallico della batteria lipo 4s. Nota che il grafite non svolge un ruolo nella reazione chimica della batteria lipo 4s, è solo un mezzo di stoccaggio per gli ioni di litio.

Se la temperatura interna della batteria lipo 4s aumenta a causa di alcune condizioni anomale e l'elettrolita si asciuga, gli ioni di litio e gli elettroni corrono tutti verso l'ossido lungo lo stesso percorso, il che equivale a un cortocircuito tra l'anodo e il catodo, che può portare a incendio o esplosione.
Per evitare la situazione sopra descritta, uno strato isolante, chiamato separatore, è posto tra gli elettrodi della batteria lipo 4s. Grazie ai suoi micropori, il separatore è permeabile agli ioni di litio, ma gli elettroni non possono passare.

Nella batteria lipo 4s reale, grafite e ossido metallico sono rivestiti rispettivamente su foglio di rame e foglio di alluminio, il foglio qui funge da collettore di corrente, e gli elettrodi positivo e negativo possono essere facilmente rimossi dal collettore, dove il foglio di rame conduce l'elettrodo negativo, il foglio di alluminio conduce l'elettrodo positivo.
Un sale organico di litio è usato come elettrolita e riveste i fogli separatori, tutti e tre avvolti attorno a un nucleo centrale in acciaio intorno a un cilindro, rendendo la batteria lipo 4s più compatta. Le batterie Li-Ion standard hanno una tensione tra 3 e 4,2 volt.
Hai capito?

Consigli per l'uso della batteria lipo 4s

1. La batteria lipo 4s deve essere caricata tempestivamente
Dopo l'uso del veicolo elettrico, la batteria lipo 4s si vulcanizza a causa della scarica. Una ricarica tempestiva può rimuovere la vulcanizzazione meno grave della batteria lipo 4s e migliorare il tempo di utilizzo della batteria lipo 4s.
2. Controllare ragionevolmente la frequenza di carica della batteria lipo 4s
Come detto in precedenza, è necessario evitare che la batteria lipo 4s si scarichi completamente prima di ricaricarla, quindi nella vita quotidiana è importante adottare l'abitudine di scariche e cariche superficiali per evitare che le prestazioni della batteria lipo 4s peggiorino a causa di scariche profonde.

3. Creare un buon ambiente di carica per la batteria lipo 4s
Poiché la batteria lipo 4s ha temperature diverse durante l'uso, lo stoccaggio e la carica, durante la carica della batteria lipo 4s, tenersi lontano da fonti di fuoco, non in ambienti umidi, pioggia o neve, né in ambienti esposti al sole d'estate, e scegliere un ambiente il più possibile asciutto, ventilato e fresco per la ricarica.
4. Controllare tempestivamente l'auto per evitare rischi
Pulire e ispezionare regolarmente il veicolo, pulire tempestivamente la polvere e lo sporco sulla superficie esterna della batteria lipo 4s, e assicurarsi della patina sulle porte di carica e scarica della batteria lipo 4s e sui punti di contatto del caricabatterie per prevenire potenziali rischi di sicurezza causati da cattivo contatto. (Non toccare direttamente l'interfaccia di carica con le mani, pulirla dopo aver spento l'alimentazione)

Quanto sopra è il principio di funzionamento e i consigli d'uso della batteria lipo 4s. Ovviamente, il processo di carica e scarica della batteria lipo 4s è in realtà un processo reciproco di ioni di litio ed elettroni. Durante la carica, viene applicata energia alla batteria, così che ioni di litio ed elettroni percorrono strade diverse verso lo strato di grafite, gli atomi di litio sono molto instabili in questo momento; e la scarica consiste nell'applicare un carico alla batteria, così che ioni di litio ed elettroni percorrono il percorso precedente verso il lato dell'ossido metallico. In questo momento, gli atomi di litio sono relativamente stabili come parte dell'ossido metallico.
Spero che il contenuto sopra sia utile per te, ci vediamo la prossima volta.