Výhody Li-ion batérie

V porovnaní s inými vysokoenergetickými sekundárnymi batériami, ako sú Ni-Cd batérie, Ni-MH batérie, olovené batérie atď.Li-ionbatérie majú významné výhody vo výkone, ktoré sa prejavujú najmä v nasledujúcich aspektoch.

(1) Vysoké pracovné napätie

Použitie uhlíkatých lítiových interkalačných zlúčenín, ako je grafit alebo ropný koks namiesto kovového lítia ako zápornej elektródy, zníži napätie batérie. Avšak vzhľadom na ich nízky interkalačný potenciál lítia možno stratu napätia minimalizovať. Súčasne výber vhodnej lítiovej interkalačnej zlúčeniny ako kladnej elektródy batérie a výber vhodného elektrolytického systému (určenie elektrochemického okna lítium-iónovej batérie) môže spôsobiť, že lítium-iónová batéria bude mať vyššie pracovné napätie (- 4V), čo je oveľa vyššie ako u batérií vodného systému.

(2) Veľká špecifická kapacita

Hoci nahradenie kovového lítia uhlíkatými materiálmi zníži hmotnostnú špecifickú kapacitu materiálu, v skutočnosti, aby sa zabezpečila určitá životnosť sekundárnej batérie s kovovým lítiom, záporné kovové lítium je zvyčajne viac ako trikrát nadmerné. Skutočné zníženie hmotnostnej špecifickej kapacity nie je veľké a dochádza k malému zníženiu objemovej špecifickej kapacity.

(3) Vysoká hustota energie

Vyššie prevádzkové napätie a objemová špecifická kapacita určujú vyššiu hustotu energie sekundárnych lítium-iónových batérií. V porovnaní s Ni-Cd batériami a Ni-MH batériami, ktoré sú v súčasnosti široko používané, majú sekundárne lítium-iónové batérie najvyššiu hustotu energie a stále majú veľký potenciál rozvoja.

(4) Dobrý bezpečnostný výkon a dlhá životnosť

Dôvodom, prečo batéria používajúca kovové lítium ako anódu nie je bezpečná, je to, že štruktúra kladnej elektródy lítium-iónovej batérie sa mení a vytvára sa porézny dendrit. Môže preraziť separátor a spôsobiť vnútorný skrat a lítium-iónové batérie tento problém nemajú a sú veľmi bezpečné. Aby sa zabránilo prítomnosti kovového lítia v batérii, malo by sa počas nabíjania kontrolovať napätie. Z dôvodu poistenia sú lítium-iónové batérie vybavené viacerými bezpečnostnými zariadeniami. Lítium-iónové batérie nemajú žiadne štrukturálne zmeny v interkalácii a deinterkalácii lítiových iónov na katóde a anóde počas procesu nabíjania a vybíjania (počas procesu interkalácie a deinterkalácie dôjde k určitému rozpínaniu a zmršťovaniu mriežky), a pretože interkalačná zlúčenina je silnejšia ako kovové lítium Je stabilnejšia a počas procesu nabíjania a vybíjania nevytvára lítne dendrity, čím sa výrazne zlepšuje bezpečnostný výkon batérie a výrazne sa zlepšuje aj životnosť. Lítium-iónové batérie boli v roku 1989 a IAIT (Medzinárodná asociácia pre letectvo a dopravu) vylúčené ako nebezpečný tovar v roku 1989 a 1990 pri Ministerstve dopravy USA.

(5) Malá miera samovybíjania

Lítium-iónová batéria využíva nevodný elektrolytický systém a lítium-interkalačný uhlíkový materiál je v nevodnom elektrolytovom systéme termodynamicky nestabilný. Počas prvého nabíjacieho a vybíjacieho procesu sa na povrchu uhlíkovej negatívnej elektródy vytvorí medzifázový film pevného elektrolytu (SEI) v dôsledku redukcie elektrolytu, čo umožňuje lítiovým iónom prechádzať, ale nie elektrónom, a umožňuje aktívnej elektróde. materiály s rôznym stavom nabitia, ktorými prechádzajú. V relatívne stabilnom stave má nízku mieru samovybíjania.

(6) Čisté a bez znečistenia

Lítium-iónové batérie neobsahujú toxické látky ako olovo, šťastie, ortuť atď. Zároveň, pretože batéria musí byť dobre utesnená, sa počas používania uvoľňuje veľmi málo plynu, ktorý nespôsobuje žiadne znečistenie životného prostredia. Rozpúšťadlo použité na rozpustenie spojiva vo výrobnom procese môže byť tiež úplne regenerované. Sony a ďalšie veľké spoločnosti vyrábajúce lítium-iónové batérie začali s recykláciou lítium-iónových batérií a recykláciou materiálov (ako sú kovové vŕtačky atď.) od roku 1997. Okrem toho v roku 1996 lítium-iónové batérie Sony boli certifikované v súlade s medzinárodnou environmentálnou normou IS014001 [71O

(7) Vysoká prúdová účinnosť

Na rozdiel od akýchkoľvek predchádzajúcich sekundárnych batérií s vodnými systémami, lítium-iónové batérie počas bežných procesov nabíjania a vybíjania neprodukujú plyn a aktuálna účinnosť je takmer 100 %. Táto vlastnosť je obzvlášť vhodná na použitie ako batérie na skladovanie a konverziu energie.