Літій-іонний акумулятор невибагливий у обслуговуванні, перевага, на яку не може претендувати більшість інших хімікатів.Акумулятор не має пам’яті, і його не потрібно тренувати (навмисно повний розряд), щоб підтримувати його в хорошому стані.Саморозряд менш ніж вдвічі менший, ніж у систем на основі нікелю, і це сприяє застосуванню датчиків палива.Номінальна напруга елемента 3,60 В може безпосередньо живити мобільні телефони, планшети та цифрові камери, пропонуючи спрощення та зниження вартості в порівнянні з багатоелементними конструкціями.Недоліками є необхідність у схемах захисту для запобігання зловживань, а також висока ціна.
Види літій-іонних батарей
Малюнок 1 ілюструє процес.
Літій-іонний акумулятор невибагливий у обслуговуванні, перевага, на яку не може претендувати більшість інших хімікатів.Акумулятор не має пам’яті, і його не потрібно тренувати (навмисно повний розряд), щоб підтримувати його в хорошому стані.Саморозряд менш ніж вдвічі менший, ніж у систем на основі нікелю, і це сприяє застосуванню датчиків палива.Номінальна напруга елемента 3,60 В може безпосередньо живити мобільні телефони, планшети та цифрові камери, пропонуючи спрощення та зниження вартості в порівнянні з багатоелементними конструкціями.Недоліками є необхідність у схемах захисту для запобігання зловживань, а також висока ціна.
В оригінальному літій-іонному акумуляторі Sony використовувався кокс як анод (вугільний продукт).З 1997 року більшість виробників літій-іонів, включаючи Sony, перейшли на графіт, щоб досягти більш плоскої кривої розряду.Графіт — це форма вуглецю, яка має довгострокову циклічну стабільність і використовується в грифельних олівцях.Це найпоширеніший вуглецевий матеріал, за яким йдуть твердий і м’який вуглець.Вугільні нанотрубки ще не знайшли комерційного використання в Li-ion, оскільки вони мають тенденцію заплутуватися та впливати на продуктивність.Майбутнім матеріалом, який обіцяє покращити продуктивність Li-ion, є графен.
Малюнок 2 ілюструє розрядну криву напруги сучасного Li-ion з графітовим анодом і ранньої коксової версії.
Було випробувано кілька добавок, у тому числі сплави на основі кремнію, щоб підвищити продуктивність графітового анода.Потрібно шість атомів вуглецю (графіту), щоб зв’язатися з одним іоном літію;один атом кремнію може зв'язуватися з чотирма іонами літію.Це означає, що кремнієвий анод теоретично може зберігати в 10 разів більше енергії, ніж графіт, але розширення анода під час заряджання є проблемою.Таким чином, чисті силіконові аноди є непрактичними, і лише 3–5 відсотків кремнію зазвичай додають до анода на основі кремнію для досягнення тривалого терміну служби.
Використання наноструктурованого титанату літію як анодної добавки показує багатообіцяючий термін служби, хорошу здатність до навантаження, чудову продуктивність при низьких температурах і чудову безпеку, але питома енергія низька, а вартість висока.
Експерименти з матеріалом катода та анода дозволяють виробникам посилити внутрішні якості, але одне вдосконалення може скомпрометувати інше.Так звана «енергетична комірка» оптимізує питому енергію (ємність) для досягнення тривалого часу роботи, але з меншою питомою потужністю;«Power Cell» забезпечує виняткову питому потужність, але при меншій потужності.«Гібридна клітина» є компромісом і пропонує трохи обох.
Виробники можуть відносно легко досягти високої питомої енергії та низької вартості, додаючи нікель замість дорожчого кобальту, але це робить елемент менш стабільним.Хоча нова компанія може зосередитись на високій питомій енергії та низькій ціні, щоб отримати швидке визнання на ринку, безпека та довговічність не можуть бути під загрозою.Відомі виробники приділяють високу увагу безпеці та довговічності.
Більшість літій-іонних акумуляторів мають подібну конструкцію, яка складається з металооксидного позитивного електрода (катода), який нанесено на алюмінієвий струмознімач, негативного електрода (анода), виготовленого з вуглецю/графіту, покритого мідним струмоприймачем, сепаратора та електроліту. виготовлений із солі літію в органічному розчиннику.Більше інформації, будь ласка, відвідайте teda battery.com.
У таблиці 3 підсумовано переваги та недоліки Li-ion.
Час публікації: 26 червня 2022 р