В настоящее время литий-ионные силовые батареи заменили традиционные батареи в мобильных телефонах, портативных компьютерах, видеокамерах и фотоаппаратах. Литий-ионные аккумуляторы большой емкости были опробованы в электромобилях и станут одним из основных источников энергии для электромобилей в 21 веке. Они использовались в искусственных спутниках, авиакосмической промышленности и хранении энергии.
Принцип работы литий-ионного аккумулятора
Принцип работы ионно-литиевой батареи заключается в том, что, когда батарея заряжена, литий в материале положительного электрода высвобождается, проходит через диафрагму и попадает в графит отрицательного электрода; когда батарея разряжена, ионы лития отделяются от графита отрицательного электрода и проходят через диафрагму обратно к материалу положительного электрода. . По мере зарядки и разрядки ионы лития непрерывно вводятся и извлекаются из положительного и отрицательного электрода.
Особенности литий-ионной аккумуляторной батареи
высокое напряжение
Напряжение литий-ионных аккумуляторов в три раза выше, чем у никель-кадмиевых и никель-водородных аккумуляторов, и почти вдвое больше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Это также важная причина того, почему литий-ионные аккумуляторные батареи имеют более высокую энергию. Следовательно, при формировании блока аккумуляторных батарей с одинаковым напряжением количество литий-ионных аккумуляторных батарей, используемых последовательно, будет намного меньше, чем количество свинцово-кислотных аккумуляторов и никель-водородных аккумуляторов.
легкий вес
Удельная энергия достигает 150 Втч / кг, что в 2 раза больше, чем у никель-металлгидридных аккумуляторов и в 4 раза больше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов, поэтому вес составляет от одной трети до одной четвертой свинцово-кислотных аккумуляторов с такими же характеристиками. энергия. С этой точки зрения потребление литиевых батарей. Ресурсов меньше, и поскольку запасы элементов, используемых в литиево-манганатных батареях, относительно велики, цена на свинцово-кислотные и никель-металлогидридные батареи может быть дополнительно увеличена, а стоимость литиевых батарей будет еще больше уменьшено.
долгая жизнь
Количество циклов может достигать 1000 ~ 3000 раз. При сохранении емкости 70% количество циклов 100% заряда и разряда аккумуляторной батареи может достигать более 200 раз, срок службы может достигать 5-8 лет, а срок службы примерно в два-три раза больше. свинцово-кислотных аккумуляторов. Благодаря технологическим инновациям и совершенствованию оборудования срок службы батарей будет увеличиваться, а стоимость - все выше и выше.
Низкая скорость саморазряда: менее 5% в месяц.
широкий диапазон
Низкотемпературные характеристики - это хорошо. Литий-ионные аккумуляторные батареи могут работать при температуре от -40 ° C до -55 ° C, в то время как водные батареи (например, свинцово-кислотные и никель-водородные батареи) при низких температурах значительно снизят производительность из-за ухудшения текучести электролита.
нет памяти
Нет необходимости разряжать, как никель-кадмиевые батареи и никель-металлогидридные батареи, перед каждой зарядкой, и его можно заряжать в любое время и в любом месте. Глубина заряда и разряда аккумулятора мало влияет на срок его службы. Его можно полностью заряжать и полностью разряжать. Наш цикл испытаний полностью заряжен и полностью разряжен.
особенно подходит для силовых аккумуляторов
В дополнение к высокому напряжению литий-ионных батарей, поскольку защитная плата литий-ионной аккумуляторной батареи может контролировать каждую отдельную батарею с высокой точностью, низким энергопотреблением и интеллектуальным управлением, она имеет идеальный перезаряд, переразряд, температуру, перегрузку по току , Защита от короткого замыкания, функция самовосстановления с фиксацией и надежная функция выравнивающей зарядки значительно продлевают срок службы аккумулятора. Однако другие типы аккумуляторов (например, свинцово-кислотные) склонны к перезарядке и чрезмерному разряду из-за целостности аккумулятора и проблем с зарядным устройством во время использования (из-за различных причин, таких как стоимость, свинцово-кислотный аккумуляторный блок не может быть использован). Каждая отдельная ячейка контролируется и защищается).
нет загрязнения
В литий-ионных батареях нет токсичных веществ, поэтому они называются" зеленые батареи" и поддерживаются государством. Поскольку свинцово-кислотные и кадмиево-никелевые батареи содержат вредные вещества, такие как свинец и кадмий, государство неизбежно усилит надзор и управление (отмена налоговых скидок на экспорт свинцово-кислотных аккумуляторов, повышение налогов на свинцовые ресурсы и ограничения на экспорт). свинцово-кислотных электровелосипедов). Стоимость тоже увеличится. Хотя литиевые батареи не загрязняют окружающую среду, они рассматриваются с точки зрения экономии ресурсов. Также необходимо учитывать переработку литий-ионных аккумуляторных батарей, безопасность при переработке и стоимость переработки.
Риски безопасности
Из-за высокой энергии и низкой стабильности материала литий-ионных аккумуляторных батарей литиевые батареи подвержены проблемам с безопасностью. В 2013 году всемирно известные производители аккумуляторов для мобильных телефонов и ноутбуков (материал положительного электрода - оксид лития, кобальта и тройные материалы), Япония' Sanyo, Sony и другие компании Требуется, чтобы скорость всплеска уровень заряда батареи должен быть ниже 40 частей на миллиард (частей на миллиард). Для отечественных компаний хорошо достичь уровня ppm (частей на миллион), а емкость аккумуляторной батареи выше, чем емкость аккумулятора мобильного телефона. Более чем в сто раз, поэтому требования безопасности к литиевым батареям чрезвычайно высоки. Хотя литий-кобальтооксидные батареи и трехкомпонентные батареи имеют преимущества меньшего веса и меньшего размера, они не подходят для силовых батарей, используемых в электромобилях. Литий-ионный аккумулятор из смешанного кристалла манганата лития и фосфата лития-железа является наиболее перспективным литий-ионным аккумулятором.
высокая цена
Стоимость литий-ионного аккумулятора с таким же напряжением и такой же емкостью в 3-4 раза выше, чем на свинцово-кислотный. С расширением рынка литий-ионных аккумуляторных батарей, снижением затрат, улучшением характеристик и увеличением стоимости свинцово-кислотных аккумуляторов рентабельность литий-ионных аккумуляторных батарей, вероятно, превысит свинцово-кислотные батареи.