Литий-ионный аккумулятор представляет собой аккумулятор, изготовленный из неводного раствора электролита с металлическим литием или литиевым сплавом в качестве материала отрицательного электрода. В 1912 году Гилберт Н. Льюис первым предложил и исследовал литий-металлические батареи. В 1970-х годах М. С. Уиттингем предложил и начал изучать литий-ионные аккумуляторы. Из-за очень активных химических свойств металлического лития обработка, хранение и использование металлического лития предъявляют очень высокие экологические требования. Поэтому литий-ионные аккумуляторы уже давно не используются. С развитием науки и техники литий-ионные аккумуляторы стали мейнстримом.
Литий-ионные аккумуляторы можно разделить на две категории: литий-металлические аккумуляторы и литий-ионные аккумуляторы. Литий-ионные аккумуляторы не содержат металлического лития и могут перезаряжаться. Литий-металлический аккумулятор пятого поколения появился на свет в 1996 году, и его безопасность, удельная емкость, скорость саморазряда и коэффициент производительности лучше, чем у литий-ионных аккумуляторов. Из-за собственных высоких технических требований только несколько компаний в нескольких странах в настоящее время производят такие литий-металлические батареи.
Литий-ионные аккумуляторы имеют следующие преимущества:
Высокая плотность энергии: в зависимости от различных материалов электродов его масса может достигать 150~200 Втч/кг (540~720 кДж/кг). Объем может достигать 250~530 Втч/л (0,9~1,9 кДж/см3). [2]
Высокое напряжение холостого хода: при изменении материала электрода до 3,3~4,2 В.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Отсутствие эффекта памяти: литий-железо-фосфатный аккумулятор не имеет эффекта памяти, аккумулятор можно заряжать и разряжать в любое время без полной зарядки, он прост в использовании и обслуживании.
Низкий саморазряд:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Широкий диапазон рабочих температур: -20 градусов ~60 градусов работают нормально.
Быстрая зарядка и разрядка
Поэтому литий-ионные аккумуляторы широко используются в бытовой электронике, специальных продуктах, специальных продуктах и других областях. Литий-ионная батарея — это перезаряжаемая батарея, работающая за счет перемещения ионов лития между положительным и отрицательным электродами. В литий-ионных батареях в качестве электродных материалов используются интеркалированные соединения лития. В настоящее время оксид лития-кобальта (LiCoO2), литий-марганцевая кислота (LiMn2O4), литий-никелевая кислота (LiNiO2) и литий-железо-фосфат (LiFePO4) обычно используются в качестве материалов отрицательного электрода для литий-ионных аккумуляторов. В то же время литий-ионные аккумуляторы имеют и следующие недостатки: (1) Недопустим переразряд: в случае переразряда (напряжение при разряде менее 3.0}в) чрезмерно интеркалированный литий ионы будут зафиксированы в решетке и не смогут снова высвободиться, что приведет к сокращению срока службы. , а глубокие разряды с большей вероятностью повредят батарею. Таким образом, использование чрезвычайно низкой мощности может привести к повреждению аккумулятора, но если аккумулятор несколько раз заряжается высоким напряжением, можно повторно активировать максимальную емкость заряда аккумулятора. (2) Невыносимая перезарядка: во время процесса перезарядки электрод лишается большого количества ионов лития, и ионы лития не пополняются вовремя, что приводит к долговременному коллапсу решетки, что необратимо уменьшает хранение электроэнергия. Поэтому литий-ионные аккумуляторы необходимо использовать часто, чтобы они не оставались полностью заряженными и постоянно подключенными к разъему зарядного устройства. Необходимо поддерживать поток электронов, хранящихся внутри должным образом, и поддерживать долговременную работоспособность батареи. (3) Старение не выдерживает тепла, в отличие от других перезаряжаемых батарей, литий-ионные батареи неизбежно будут сокращаться в естественном медленном цикле с использованием цикла, даже без использования, емкость памяти будет уменьшаться, что связано с использованием (если только это не порочный чрезмерное надувание Циклирование приводит к потере слоев решетки, так как процесс старения правильнее называть потерей) и зависит от температуры. Возможным механизмом является постепенное добавление внутреннего сопротивления, поэтому электроника с большим рабочим током более склонна к термической деградации и также должна быть защищена от внешних температур.