Este documento trata sobre las baterías de iones de litio y sus aplicaciones. Explica los diferentes tipos de celdas de iones de litio, incluyendo su química, formatos, celdas de energía vs potencia y módulos de celdas. También describe la caracterización de las celdas, incluyendo su modelo eléctrico, área de operación segura, vida útil y curvas de voltaje, carga y descarga. Finalmente, discute la capacidad, energía, eficiencia coulómbica, resistencia,
1. Li-ion batteries
and applications
Baterías de iones de litio
y aplicaciones
Davide Andrea
Elithion Inc.
Volume 1: Batteries
Ch 3: Li-ion cell
Volúmen 1: Baterias
Cap. 3: Celda de iones de litio
2. Chapter 3.1
Li-ion cell - Introduction
Celda de iones de litio - Introducción
Ch 3.1: Li-ion cell - Introduction
3. Ch 3.1: Li-ion cell - Introduction
These are all Li-ion cells
Estas son todas céldas de iones de litio
4. Chapter 3.2
Li-ion cell - Types of cells
Celda de iones de litio - Tipos de celdas
Ch 3.2: Li-ion cell - Types of cells
5. Ch 3.2: Li-ion cell - Types of cells
Type of cells
Tipos de celdas
Cell chemistry
Cell formats
Energy vs Power cells
Cell modules
6. Ch 3.2: Li-ion cell - Types of cells
Cell chemistry
Quimica de las celdas
7. Ch 3.2: Li-ion cell - Types of cells
Cell chemistry comparison
Comparación de la quimica de las celdas
8. Ch 3.2: Li-ion cell - Types of cells
Cell format
Formato de las celdas
9. Ch 3: Li-ion cell
Distribution of small cylindrical cells
Dispersión de celdas cilíndricas pequeñas
10. Chapter 3.3
Li-ion cell - Cell characterization
Celda de iones de litio - Caracterización de
celdas
Ch 3.3: Li-ion cell - Cell characterization
11. Ch 3.3: Li-ion cell - Cell characterization
Cell electrical model
Modelo eléctrico de la celda
12. Ch 3.3: Li-ion cell - Cell characterization
Safe Operating Area
Área de operación segura
13. Ch 3.3: Li-ion cell - Cell characterization
SOA wall
Pared para el área de operación segura
14. Ch 3.3: Li-ion cell - Cell characterization
Cell life
Vida de una celda
15. Chapter 3.4
Li-ion cell - Voltage and SoC
Celda de iones de litio - Voltaje y SoC
Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
16. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Cell voltage
Voltaje de una celda
17. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Open Circuit Voltage, hysteresis
Voltaje de circuito abierto, histéresis
18. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Voltage ranges
Ámbito de los voltajes
19. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Discharge curves
Curvas de descarga
Energy cell
Celda de energía
Power cell
Celda de poder
CurrentTemperature
20. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Charge curves, CCCV
Curvas de carga, CCCV
21. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Charging time
Tiempo de carga
Vs MPT
vs tiempo a máxima
potencia
Vs CC
vs corriente costante
22. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Charging time
Tiempo de carga
CC setting
versus MPT
Ajuste de CC versus
TMP
Fastest
charging time
Tiempo de carga más
rápido
23. Ch 3: Li-ion cell
Charge curves, CC
Curvas de carga, CC
Standard cell
Celda ordinaria
Power cell
Celda de poder
24. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
OCV vs SoC curve derivation
Derivación de la curva OCV vs SoC
OCV = Open Circuit Voltage
SoC = State of Charge
VCA = Voltaje de circuito abierto
SoC = Estado de Carga
28. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Evolution of OCV curves
Evolución de las curvas OCV
29. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
State of Charge definition
Definición del Estado de Carga
30. Ch 3.4: Li-ion cell - Voltage and SoC
Expansion and contraction
Expansión y contracción
31. Chapter 3.5
Li-ion cell - Capacity, energy, and
Coulombic efficiency
Celda de iones de litio - Capacidad, energía y
eficiencia de carga
Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
32. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Cycle life
Vida por número de ciclos
33. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Degradation vs cell voltage
Degradación vs voltaje de la celda
Cima Fondo
Degradación
Voltaje
34. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Lifetime maximization
Maximización de la vida
Cima
Fondo
Cima
Fondo
35. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Extra capacity required
Capacidad extra requerida
For desired
lifetime charge
Celda ordinaria
For desired
number of cycles
Celda de poder
36. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Extra capacity and cost
Capacidad extra y costo
37. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Capacity fade
Desvanecimiento de capacidad
38. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Energy and Coulombic Efficiency (CE)
Eficiencia energética y Coulómbica
Energy efficiency < 100 %
Coulombic Efficiency = ~ 100 %
39. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Energy fade
Desvanecimiento de energía
40. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Coulombic efficiency
Eficiencia de carga
41. Chapter 3.6
Li-ion cell - Resistance, impedance,
Maximum Power Time
Celda de iones de litio - Resistencia,
impedancia, Tiempo a Máxima Potencia
Ch 3.6: Li-ion cell - Resistance, MPT
42. Ch 3.6: Li-ion cell - Resistance, MPT
Cell resistance degradation
Degradación de la resistencia en serie
43. Ch 3.6: Li-ion cell - Resistance, MPT
Cell series resistance
Resistencia en serie de una celda
44. Ch 3.6: Li-ion cell - Resistance, MPT
Cell resistance degradation
Degradación de la resistencia en serie
45. Ch 3.6: Li-ion cell - Resistance, MPT
Cell resistance degradation
Degradación de la resistencia en serie
46. Ch 3.5: Li-ion cell - Capacity, energy, CE
Nominal Maximum Power Time (MPT)
Tiempo a máxima potencia (MPT) nominal
47. Ch 3.6: Li-ion cell - Resistance, MPT
A power cell may outlast an energy cell
Una celda de poder pueded durar más que una de energía
49. Chapter 3.7
Li-ion cell - Current, power and self-
discharge
Celda de iones de litio - Corriente, potencia y
autodescarga
Ch 3.7: Li-ion cell - Current, power
50. Ch 3.7: Li-ion cell - Current, power
Current limit
Límite de corriente
51. Ch 3.7: Li-ion cell - Current, power
Cycle life vs current
Número de ciclos en función de la corriente
52. Ch 3.7: Li-ion cell - Current, power
Pulse power vs SoC
Potencia de pulso vs SoC
Charging
Cargando
Discharging
Descargando
53. Ch 3.7: Li-ion cell - Current, power
Self-discharge current
Corriente de autodescarga
54. Ch 3.7: Li-ion cell - Current, power
Self-discharge current
Corriente de autodescarga
55. Chapter 3.8
Li-ion cell
Cell selection and procurement
Celda de iones de litio
Selección de celdas y adquisición
Ch 3.8: Li-ion cell - Cell selection, procurement
56. Ch 3.8: Li-ion cell - Cell selection, procurement
Cell selection and procurement
Selección de celdas y adquisición
Liars, damn liars, and battery
manufacturers
Reading specification sheets
57. Ch 3.8: Li-ion cell - Cell selection, procurement
Specification sheet curves
Curvas en la hoja de especificaciones
58. Ch 3.8: Li-ion cell - Cell selection, procurement
Specification sheet curves
Curvas en la hoja de especificaciones
59. Ch 3.8: Li-ion cell - Cell selection, procurement
Specification sheet curves
Curvas en la hoja de especificaciones