Літій-іонна батарея - це різновид батареї, виготовленої з неводного розчину електроліту з металевим літієм або літієвим сплавом як матеріалом негативного електрода. У 1912 році Гілберт н. Льюїс вперше запропонував і вивчив металеві літієві батареї. У 1970-х роках М. С. Віттінгем запропонував і почав вивчати літій-іонні акумулятори. Завдяки дуже активним хімічним властивостям металевого літію, переробка, зберігання та використання металевого літію мають дуже високі екологічні вимоги. Тому літій-іонні акумулятори давно не використовуються. З розвитком науки і техніки літій-іонні акумулятори стали масовими.
Літій-іонні батареї можна розділити на дві категорії: літієві металеві та літій-іонні. Літій-іонні акумулятори не містять металевого літію і їх можна перезаряджати. Акумуляторна літій-металева батарея п'ятого покоління з'явилася в 1996 році, і її безпека, питома ємність, швидкість саморозряду та продуктивність кращі, ніж літій-іонні. Через власні високі технічні вимоги лише кілька компаній у кількох країнах зараз виробляють такі металеві літієві батареї.
Літій-іонні акумулятори мають наступні переваги:
Висока щільність енергії: відповідно до різних матеріалів електродів, його маса може досягати 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg). Обсяг може досягати 250~530Wh/L (0.9~1.9kJ/cm3). [2]
Висока напруга холостого ланцюга: зі зміною матеріалу електрода 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)
Немає ефекту пам’яті: літій-залізо-фосфатний акумулятор не має ефекту пам’яті, акумулятор можна заряджати та розряджати в будь-який час без порожнього заряджання, він простий у використанні та обслуговуванні.
Низький саморозряд:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Широкий діапазон робочих температур: -20 градус ~60 градусів працює нормально.
Швидка зарядка і розрядка
Тому літій-іонні батареї широко використовуються в побутовій електроніці, спеціальних продуктах, спеціальних продуктах та інших сферах. Літій-іонний акумулятор - це акумуляторна батарея, яка працює шляхом переміщення іонів літію між позитивним і негативним електродами. Літій-іонні батареї використовують інтеркальовані сполуки літію як матеріали електродів. В даний час оксид літію-кобальту (LiCoO2), літій-марганцева кислота (LiMn2O4), літій-нікелева кислота (LiNiO2) і літій-залізофосфат (LiFePO4) зазвичай є матеріалами негативного електрода для літій-іонних акумуляторів. У той же час літій-іонні акумулятори також мають такі недоліки: (1) Перерозряд не допускається: у разі перерозряду (напруга під час розряду менше 3.0v), надмірно інтеркальований літій іони будуть закріплені в решітці і не можуть бути вивільнені знову, що призведе до скорочення життя. , а глибокі розряди з більшою ймовірністю пошкодять акумулятор. Таким чином, використання надзвичайно низької потужності може пошкодити акумулятор, але поки акумулятор заряджається високою напругою кілька разів, можна повторно активувати максимальну ємність заряду акумулятора. (2) Нестерпний перезаряд: під час процесу перезаряду електрод обривається великою кількістю іонів літію, і іони літію не поповнюються вчасно, що призводить до довготривалого колапсу решітки, що необоротно зменшує зберігання електрична енергія. Тому літій-іонні батареї необхідно використовувати часто, щоб запобігти їх повному зарядженню та постійному підключенню до роз’єму зарядного пристрою. Необхідно належним чином підтримувати потік електронів, що зберігаються всередині, і підтримувати довготривалу працездатність батареї. (3) Старіння не витримує тепла, на відміну від інших акумуляторних батарей, літій-іонні батареї неминуче зменшаться в природному повільному циклі з циклічним використанням, навіть без використання ємність зберігання зменшиться, що пов’язано з використанням (якщо це не є порочним надмірне роздування. Циклування призводить до втрати шарів решітки, оскільки процес старіння правильніше назвати втратою), і залежить від температури. Можливим механізмом є поступове додавання внутрішнього опору, тому електроніка з великим робочим струмом більш схильна до термічної деградації, а також має бути захищена від зовнішніх температур.