В настоящее время литий-ионные аккумуляторы заменили традиционные батареи в мобильных телефонах, портативных компьютерах, видеокамерах и камерах. В электромобилях опробованы литий-ионные аккумуляторы большой емкости, которые в XXI веке станут одним из основных источников питания электромобилей. Они используются в искусственных спутниках, аэрокосмической и энергетической промышленности.
Принцип работы литий-ионной батареи
Принцип работы литий-ионной батареи заключается в том, что при зарядке аккумулятора литий в положительном электродном материале высвобождается, проходит через диафрагму и входит в отрицательный электродный графит; когда батарея разряжается, ионы лития высвобождаются из отрицательного электродного графита и возвращаются к положительному электроду через диафрагму. . С прогрессом заряда и разряда, ионы лития непрерывно вставляются и извлекаются из положительного электрода и отрицательного электрода.
Особенности литий-ионной батареи
высокое напряжение
Напряжение литий-ионных аккумуляторов в три раза превышает напряжение никель-кадмийных батарей и никель-водородных батарей, и почти в два раза превышает количество свинцово-кислотных батарей. Это также является важной причиной, почему литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую энергию. Поэтому при формировании аккумулятора с тем же напряжением количество литий-ионных аккумуляторов, используемых в серии, будет значительно меньше, чем у свинцово-кислотных батарей и никель-водородных батарей.
легкий вес
Специфическая энергия превышает 150 ЧВтч/Кг, что в 2 раза больше, чем у батарей Ni-MH и в 4 раза больше, чем у свинцово-кислотных батарей, поэтому вес составляет от одной трети до одной четверти свинцово-кислотных батарей с той же энергией. С этой точки зрения потребление литиевых батарей Ресурсы меньше, и поскольку запасы элементов, используемых в литиевых марганцевых батареях, относительно велики, цена свинцово-кислотных и никель-металлических гидрогидридных батарей может быть еще больше увеличена, а стоимость литиевых батарей будет еще больше снижена.
долгая жизнь
Количество циклов может достигать 1000–3000 раз. Исходя из удержания емкости 70%, количество 100% циклов заряда и разряда аккумулятора может достигать более 200 раз, срок службы может достигать 5-8 лет, а срок службы примерно в два-три раза больше, чем у свинцово-кислотных батарей. С технологическими инновациями и улучшением оборудования, срок службы батареи будет больше, а производительность будет выше и выше.
Низкий уровень самореажажа: менее 5% в месяц.
широкий ассортимент
Низкая температура хорошая. Ли-ионные аккумуляторы могут работать между -40 и 55 градусами Цельсия, в то время как аковые батареи (такие как свинцово-кислотные батареи и никель-водородные батареи) при низких температурах значительно снизят производительность из-за ухудшения текучести электролита.
нет памяти
Нет необходимости разряжаться, как никель-кадмийные батареи и никель-металлические гидридные батареи перед каждым зарядом, и он может быть заряжен в любое время и в любом месте. Глубина заряда и разряда батареи мало влияет на срок службы аккумулятора. Он может быть полностью заряжен и полностью выписан. Наш циклический тест полностью заряжен и полностью разряжен.
особенно подходит для аккумуляторов
В дополнение к высокому напряжению литий-ионных батарей, потому что защитная доска литий-ионной батареи может контролировать каждую батарею с высокой точностью, низким энергопотреблением и интеллектуальным управлением, она имеет совершенную перезарядку, переутомление, температуру, переток, защиту от короткого замыкания, функцию самовосхвеления блокировки и надежную функцию зарядки, значительно продлевают срок службы аккумулятора. Тем не менее, другие типы батарей (например, свинцово-кислотные батареи) подвержены перезарядке батареи и проблемам перезарядки из-за согласованности батареи и проблем с зарядным устройством во время использования (из-за различных причин, таких как стоимость, свинцово-кислотный аккумулятор не может контролироваться и защищаться каждой отдельной ячейкой).
без загрязнения
В литий-ионных аккумуляторах нет токсичных веществ, поэтому они называются «зелеными батареями» и поддерживаются государством. Поскольку свинцово-кислотные батареи и кадмийно-никелевые батареи содержат вредные вещества, такие как свинец и кадмий, государство неизбежно усилит надзор и управление (ликвидация скидок на экспортную пошлину на свинцово-кислотные батареи, увеличение налогов на свинцовые ресурсы и ограничения на экспорт свинцово-кислотных электрических велосипедов). Стоимость также увеличится. Хотя литиевые батареи не загрязняют окружающую среду, они рассматриваются с точки зрения сохранения ресурсов. Необходимо также учитывать рециркуляцию литий-ионных аккумуляторов, безопасность в переработке и стоимость переработки.
Риски безопасности
Из-за высокой энергии и плохой материальной устойчивости литий-ионных аккумуляторов литий-ионные батареи подвержены проблемам безопасности. В 2013 году известные мировые производители мобильных телефонов и ноутбуков (положительным электродным материалом является оксид лития кобальта и крачные материалы), японские Sanyo, Sony и другие компании Требуют, чтобы скорость взрыва батареи контролировалась ниже 40 ppb (запчасти на миллиард). Это хорошо для отечественных компаний, чтобы достичь уровня ppm (запчасти на миллион), и емкость аккумулятора выше, чем у аккумулятора мобильного телефона. Более ста раз, поэтому требования к безопасности литиевых батарей чрезвычайно высоки. Хотя батареи оксида лития кобальта и аккумуляторы из кракария имеют преимущества более легкого веса и меньшего размера, они не подходят для аккумуляторов, которые будут использоваться в электромобилях. Литий-ионный аккумулятор смешанного кристаллического литиевого марганата и фосфата литий-железа является наиболее перспективным литий-ионной батареей.
высокая цена
Цена литий-ионной аккумуляторной батареи с тем же напряжением и такой же емкостью в 3-4 раза выше, чем у свинцово-кислотной. С расширением рынка литий-ионных аккумуляторов, снижением затрат, повышением производительности и ростом цен на свинцово-кислотные аккумуляторы рентабельность литий-ионных аккумуляторов, скорее всего, превысит стоимость свинцово-кислотных батарей.