V súčasnosti lítium-iónové batérie nahradili tradičné batérie v mobilných telefónoch, prenosných počítačoch, videokamerách a fotoaparátoch. Veľkokapacitné lítium-iónové batérie boli vyskúšané v elektrických vozidlách a stanú sa jedným z hlavných zdrojov energie pre elektrické vozidlá v 21. storočí. Používali sa v umelých satelitoch, v kozmickom priemysle a na skladovanie energie.
Princíp činnosti lítium-iónovej batérie
Princíp činnosti lítium-iónovej batérie spočíva v tom, že keď sa batéria nabíja, lítium v materiáli s kladnou elektródou sa uvoľňuje, prechádza cez membránu a vstupuje do grafitu so zápornou elektródou; keď je batéria vybitá, lítiové ióny sa uvoľňujú z grafitu zápornej elektródy a cez membránu sa vracajú do materiálu pozitívnej elektródy. . Postupom nabíjania a vybíjania sa lítiové ióny kontinuálne vkladajú a extrahujú z kladnej elektródy a zápornej elektródy.
Vlastnosti lítium-iónovej napájacej batérie
vysoké napätie
Napätie lítium-iónových batérií je trikrát väčšie ako napätie nikel-kadmiových batérií a nikel-vodíkových batérií a takmer dvojnásobné oproti oloveným batériám. To je tiež dôležitý dôvod, prečo majú lítium-iónové napájacie batérie vyššiu energiu. Preto bude pri zostavovaní výkonového akumulátora s rovnakým napätím počet sériovo používaných lítium-iónových akumulátorov oveľa menší ako počet olovených akumulátorov a nikel-vodíkových akumulátorov.
nízka hmotnosť
Špecifická energia je až 150 Wh / kg, čo je dvakrát viac ako Ni-MH batérií a štvornásobne viac ako v prípade olovených batérií, takže hmotnosť je jedna tretina až štvrtina v prípade olovených batérií s rovnakými vlastnosťami. energie. Z tohto pohľadu spotreba lítiových batérií Existuje menej zdrojov a pretože rezervy prvkov použitých v lítium-manganičitanových batériách sú pomerne veľké, môže sa ďalej zvyšovať cena olovo-kyselinových a nikel-metal hydridových batérií a náklady na lítiové batérie. sa bude ďalej znižovať.
dlhý život
Počet cyklov môže dosiahnuť 1000 ~ 3000 krát. Na základe udržania kapacity 70% môže počet 100% cyklov nabíjania a vybíjania akumulátora dosiahnuť viac ako 200-násobok, životnosť môže dosiahnuť 5-8 rokov a životnosť je asi dvakrát až trikrát vyššia. olovených batérií. Vďaka technologickým inováciám a vylepšeniu vybavenia sa výdrž batérie predĺži a výkonnosť nákladov bude stále vyššia.
Nízka miera samovybíjania: menej ako 5% mesačne.
široký okruh
Nízkoteplotný výkon je dobrý. Lítium-iónové batérie môžu pracovať pri teplotách od –40 ° C do –55 ° C, zatiaľ čo vodné batérie (napríklad olovené batérie a nikel-vodíkové batérie) pri nízkych teplotách výrazne znižujú výkonnosť v dôsledku zhoršenia tekutosti elektrolytu.
bez pamäti
Nie je potrebné vybíjať nikel-kadmiové batérie a nikel-metal hydridové batérie pred každým nabitím a je možné ich nabíjať kedykoľvek a kdekoľvek. Hĺbka nabitia a vybitia batérie má malý vplyv na životnosť batérie. Môže byť úplne nabitý a úplne vybitý. Náš test cyklu je úplne nabitý a úplne vybitý.
je vhodný najmä pre napájanie z batérií
Okrem vysokého napätia lítium-iónových batérií môže ochranná doska lítium-iónového napájacieho akumulátora monitorovať každú jednu batériu s vysokou presnosťou, nízkou spotrebou energie a inteligentným riadením. Má tiež dokonalé prebitie, nadmerné vybitie, teplotu, nadprúd. , Ochrana proti skratu, funkcia samočinného obnovenia blokovania a funkcia spoľahlivého vyrovnania nabíjania výrazne predlžujú životnosť batérie. Iné typy batérií (napríklad olovené batérie) sú však náchylné na prebíjanie a nadmerné vybíjanie batérií v dôsledku konzistencie batérií a problémov s nabíjačkou počas používania (z rôznych dôvodov, napríklad z dôvodu nákladov, nie je možné olovené batérie nabíjať. Každá jednotlivá bunka je monitorovaná a chránená).
žiadne znečistenie
V lítium-iónových batériách nie sú žiadne toxické látky, preto sa nazývajú" zelené batérie" a sú podporované štátom. Pretože olovené batérie a kadmioniklové batérie obsahujú škodlivé látky, ako je olovo a kadmium, štát nevyhnutne posilní dohľad a správu (odstránenie rabatov na vývozné dane z olovených batérií, zvýšenie daní z olovených zdrojov a obmedzenia vývozu). olovených elektrických bicyklov). Náklady sa tiež zvýšia. Aj keď lítiové batérie neznečisťujú životné prostredie, uvažuje sa o nich z hľadiska ochrany zdrojov. Je tiež potrebné vziať do úvahy recykláciu lítium-iónových batérií, bezpečnosť pri recyklácii a náklady na recykláciu.
Bezpečnostné riziká
Kvôli vysokej energii a zlej materiálovej stabilite lítium-iónových batérií sú lítiové batérie náchylné na bezpečnostné problémy. V roku 2013, svetovo známi výrobcovia batérií pre mobilné telefóny a notebooky (pozitívnym elektródovým materiálom je oxid lítny a kobaltu a ternárne materiály), Japonsko&# 39, Sanyo, Sony a ďalšie spoločnosti Je potrebné, aby miera prasknutia batéria je regulovaná pod 40 ppb (časti na miliardu). Pre domáce spoločnosti je dobré dosiahnuť úroveň ppm (časti na milión) a kapacita napájacej batérie je vyššia ako kapacita batérie mobilného telefónu. Viac ako stokrát, takže bezpečnostné požiadavky na lítiové batérie sú extrémne vysoké. Aj keď majú lítiové batérie s oxidom kobaltnatým a batérie z ternárneho materiálu výhody ľahšej a menšej veľkosti, nie sú vhodné na použitie v elektrických batériách na napájanie. Lítium-iónová batéria zmiešaného kryštálu lítium-manganičitanu a lítium-železnatého fosforečnanu je najsľubnejšia lítium-iónová batéria.
vysoká cena
Cena lítium-iónovej batérie s rovnakým napätím a kapacitou je 3 - 4-násobná oproti olovenej kyseline. S rozšírením trhu s lítium-iónovými batériami, znížením nákladov, zlepšením výkonu a zvýšením ceny olovených batérií pravdepodobne nákladová efektívnosť lítium-iónových batérií prevýši rentabilitu olovené batérie.