Principio del circuito de protección de la batería de litio del teléfono móvil

El material del electrodo positivo de las baterías de iones de litio suele estar compuesto por compuestos activos de litio, y el electrodo negativo es carbono con una estructura molecular especial. El componente principal de los materiales catódicos comunes es LiCoO2. La reacción del cátodo durante la carga es: LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-. La reacción del cátodo es: C + xLi+ + xe-CLix. -xCoO2 + CLix. Al descargarse ocurre lo anterior. Al cargar, el potencial aplicado a los dos polos de la batería obliga al compuesto del electrodo positivo a liberar iones Li+ y a incrustarlos en el carbono donde las moléculas del electrodo negativo están dispuestas en una estructura laminar. Durante la descarga, los iones Li+ escapan del carbono en la estructura laminar y se recombinan con el compuesto del electrodo positivo. El movimiento del Li+ impulsa la corriente. Aunque la fórmula de reacción es muy simple, en la producción industrial real hay muchas más cuestiones prácticas que deben considerarse. El material del electrodo positivo necesita aditivos para mantener la actividad de múltiples cargas y descargas. El material del electrodo negativo debe diseñarse a nivel de estructura molecular para acomodar más iones Li+ entre los electrodos positivo y negativo. Además de mantener la estabilidad, también necesita tener una buena conductividad eléctrica, reduciendo la resistencia interna de la batería. Estrictamente hablando, aunque las baterías de iones de litio tienen degradación de capacidad, no tienen el efecto de memoria de las baterías de níquel-cadmio. El principio del efecto de memoria es la cristalización, y esta reacción apenas ocurre en las baterías de iones de litio sometidas a cargas repetidas. La capacidad disminuirá después de la descarga y las razones son complejas y diversas: una es el cambio de los materiales de los electrodos positivos y negativos. Desde un nivel molecular, la estructura del orificio que contiene los iones de litio en los electrodos positivos y negativos colapsará gradualmente. Desde un punto de vista químico, parece que los materiales de los electrodos positivos y negativos se pasivan activamente y se producen reacciones secundarias para generar otros compuestos estables. Físicamente, los materiales de los electrodos positivos también pueden desprenderse gradualmente, etc. La cantidad de iones Li+ en la batería que pueden moverse libremente durante el proceso de carga y descarga finalmente se reduce. El segundo es el cambio de aditivos catalíticos que originalmente tenían una estructura molecular catalítica cambiarán gradualmente su estructura y eventualmente no podrán catalizar. o incluso tener el efecto contrario. Los tres electrolitos se desnaturalizarán gradualmente durante múltiples cargas y descargas, y la resistencia interna aumentará. Las celdas con mala fabricación pueden desnaturalizarse más rápido debido a un control inadecuado de ciertos componentes en el electrolito. La sobrecarga y la descarga excesiva causarán daños permanentes a los electrodos positivos y negativos de las baterías de litio. Desde un nivel molecular, se puede entender intuitivamente que la descarga excesiva hará que el carbono del electrodo negativo libere excesivamente iones de litio, lo que provocará que su estructura laminar. La carga forzará la entrada de demasiados iones de litio en la estructura de carbono negativa, por lo que algunos de los iones de litio ya no podrán liberarse. Es por eso que las baterías de iones de litio generalmente están equipadas con circuitos de control de carga y descarga. Otras reacciones químicas dentro de la batería de litio producen compuestos que no queremos ver, por lo que algunas baterías de litio están equipadas con separadores protectores de control de temperatura o aditivos electrolíticos entre los electrodos positivo y negativo. Cuando la temperatura de la batería alcanza un cierto nivel, los poros de la membrana compuesta se cierran o el electrolito se desnaturaliza, y la resistencia interna de la batería aumenta hasta que el circuito se rompe. La batería ya no se calienta, asegurando que la temperatura de carga de la batería. Es normal y la carga y descarga profunda puede aumentar la capacidad real de las baterías de litio, los expertos me dicen claramente que esto no tiene sentido. Incluso dijeron que la llamada "activación" de la carga y descarga completa durante las tres primeras veces de uso estaba más allá del conocimiento de los dos doctores y no podían entender por qué era necesario. Sin embargo, ¿por qué muchas personas cambian la capacidad indicada en la Información de la batería después de una carga y descarga profunda? Esto se mencionará más adelante. La batería de iones de litio para portátiles IBM tiene un chip de gestión y un chip de control de carga. El chip de gestión tiene una serie de registros que almacenan valores como capacidad, temperatura, ID, estado de carga, número de descargas, etc. ​​cambia gradualmente durante el uso. Se dice que si el valor de la batería no se carga completamente muchas veces, la capacidad nominal de la batería puede disminuir, es posible que la batería no esté completamente cargada o que la batería falle.