Lítium-iónová batéria je druh batérie vyrobenej z nevodného roztoku elektrolytu s kovom lítia alebo zliatinou lítia ako materiálom zápornej elektródy. V roku 1912 Gilbert n. Lewis prvýkrát navrhol a študoval lítiové kovové batérie. V sedemdesiatych rokoch minulého storočia MS Whittingham navrhol a začal študovať lítium-iónové batérie. Vzhľadom na veľmi aktívne chemické vlastnosti kovového lítia má spracovanie, skladovanie a používanie kovového lítia veľmi vysoké environmentálne požiadavky. Lítium-iónové batérie sa preto už dlho nepoužívajú. S rozvojom vedy a techniky sa lítium-iónové batérie stali hlavným prúdom.
Lítium-iónové batérie možno rozdeliť do dvoch kategórií: lítium-kovové batérie a lítium-iónové batérie. Lítium-iónové batérie neobsahujú kovové lítium a možno ich nabíjať. Dobíjacia lítiová kovová batéria piatej generácie sa zrodila v roku 1996 a jej bezpečnosť, špecifická kapacita, rýchlosť samovybíjania a pomer výkonu sú lepšie ako u lítium-iónových batérií. Vzhľadom na vlastné vysoké technické požiadavky v súčasnosti vyrába takéto lítiové kovové batérie len niekoľko spoločností v niekoľkých krajinách.
Lítium-iónové batérie majú nasledujúce výhody:
Vysoká hustota energie: Podľa rôznych materiálov elektród môže jej hmotnosť dosiahnuť 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg). Objem môže dosiahnuť 250~530Wh/L (0,9~1,9kJ/cm3). [2]
Vysoké napätie naprázdno: so zmenou materiálu elektródy až do 3,3 ~ 4,2 V.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Bez pamäťového efektu: Lítium-železofosfátová batéria nemá pamäťový efekt, batériu je možné kedykoľvek nabíjať a vybíjať bez vybitia a ľahko sa používa a udržiava.
Nízke samovybíjanie:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Široký rozsah prevádzkových teplôt: -20 stupňov ~ 60 stupňov funguje normálne.
Rýchle nabíjanie a vybíjanie
Preto sú lítium-iónové batérie široko používané v spotrebnej elektronike, špeciálnych výrobkoch, špeciálnych výrobkoch a iných oblastiach. Lítium-iónová batéria je nabíjateľná batéria, ktorá funguje na princípe pohybu lítiových iónov medzi kladnými a zápornými elektródami. Lítium-iónové batérie používajú ako elektródové materiály interkalované lítiové zlúčeniny. V súčasnosti sú bežne používanými negatívnymi elektródovými materiálmi pre lítium-iónové batérie oxid lítno-kobaltový (LiCoO2), kyselina lítium-mangánová (LiMn2O4), kyselina lítium-nikel (LiNiO2) a fosforečnan lítno-železitý (LiFePO4). Lítium-iónové batérie majú zároveň aj tieto nevýhody: (1) Netoleruje sa nadmerné vybitie: v prípade nadmerného vybitia (napätie pri vybíjaní je menšie ako 3.{11}}v) nadmerne interkalované lítium ióny budú fixované v mriežke a nemôžu sa znova uvoľniť, čo vedie k skráteniu životnosti. a hlboké vybitie s väčšou pravdepodobnosťou poškodí batériu. Preto používanie extrémne nízkeho výkonu môže poškodiť batériu, ale pokiaľ sa batéria viackrát nabije vysokým napätím, je možné znovu aktivovať maximálnu kapacitu nabitia batérie. (2) Neúnosné prebitie: Počas procesu prebitia je elektróda zbavená veľkého množstva lítiových iónov a lítiové ióny sa nedoplnia včas, čo vedie k dlhodobému kolapsu mriežky, čo nevratne znižuje skladovanie elektrická energia. Preto je potrebné Li-Ion batérie často používať, aby nezostali plne nabité a neustále zapojené do konektora nabíjačky. Je potrebné správne udržiavať tok elektrónov uložených vo vnútri a udržiavať dlhodobý zdravotný stav batérie. (3) Starnutie neznesie teplo, na rozdiel od iných dobíjacích batérií, lítium-iónové batérie budú nevyhnutne klesať v prirodzenom pomalom cykle s používaním cyklu, dokonca aj bez použitia sa skladovacia kapacita zníži, čo súvisí s používaním (pokiaľ to nie je zlé). nadmerná inflácia Cyklovanie má za následok stratu mriežkových vrstiev, keďže proces starnutia sa vhodnejšie nazýva strata) a závisí od teploty. Možným mechanizmom je postupné pridávanie vnútorného odporu, takže elektronika s vysokým prevádzkovým prúdom je náchylnejšia na tepelnú degradáciu a mala by byť chránená aj pred vonkajšími teplotami.