Li-ion je baterie nenáročná na údržbu, což je výhoda, kterou si většina ostatních chemiků nemůže nárokovat.Baterie nemá žádnou paměť a nepotřebuje cvičení (úmyslné úplné vybití), aby byla v dobrém stavu.Samovybíjení je méně než poloviční než u systémů na bázi niklu, což pomáhá aplikacím palivoměru.Jmenovité napětí článků 3,60 V může přímo napájet mobilní telefony, tablety a digitální fotoaparáty, což nabízí zjednodušení a snížení nákladů oproti konstrukcím s více články.Nevýhodou je potřeba ochranných obvodů, aby se zabránilo zneužití, a také vysoká cena.
Typy lithium-iontových baterií
Obrázek 1 znázorňuje proces.
Li-ion je baterie nenáročná na údržbu, což je výhoda, kterou si většina ostatních chemiků nemůže nárokovat.Baterie nemá žádnou paměť a nepotřebuje cvičení (úmyslné úplné vybití), aby byla v dobrém stavu.Samovybíjení je méně než poloviční než u systémů na bázi niklu, což pomáhá aplikacím palivoměru.Jmenovité napětí článků 3,60 V může přímo napájet mobilní telefony, tablety a digitální fotoaparáty, což nabízí zjednodušení a snížení nákladů oproti konstrukcím s více články.Nevýhodou je potřeba ochranných obvodů, aby se zabránilo zneužití, a také vysoká cena.
Originální lithium-iontová baterie Sony používala jako anodu (uhelný produkt) koks.Od roku 1997 většina výrobců Li-iontů, včetně Sony, přešla na grafit, aby dosáhla plošší křivky vybíjení.Grafit je forma uhlíku, která má dlouhodobou stabilitu cyklu a používá se v tužkách.Je to nejběžnější uhlíkový materiál, následovaný tvrdým a měkkým uhlíkem.Nanotrubkové uhlíky zatím nenašly komerční využití v Li-ion, protože mají tendenci se zaplétat a ovlivňovat výkon.Budoucím materiálem, který slibuje zvýšení výkonu Li-ion, je grafen.
Obrázek 2 znázorňuje křivku vybíjecího napětí moderního Li-ion s grafitovou anodou a rané koksové verze.
Pro zvýšení výkonu grafitové anody bylo vyzkoušeno několik přísad, včetně slitin na bázi křemíku.K navázání na jediný iont lithia je zapotřebí šesti atomů uhlíku (grafitu);jeden atom křemíku se může vázat na čtyři ionty lithia.To znamená, že křemíková anoda by teoreticky mohla uchovat více než 10násobek energie grafitu, ale expanze anody během nabíjení je problém.Čisté silikonové anody proto nejsou praktické a pouze 3–5 procent křemíku se obvykle přidává k anodě na bázi křemíku, aby se dosáhlo dobré životnosti.
Použití nanostrukturovaného lithium-titanátu jako anodové přísady ukazuje slibnou životnost cyklu, dobré zatěžovací schopnosti, vynikající výkon při nízkých teplotách a vynikající bezpečnost, ale specifická energie je nízká a náklady jsou vysoké.
Experimentování s katodovým a anodovým materiálem umožňuje výrobcům posílit vnitřní vlastnosti, ale jedno vylepšení může ohrozit druhé.Takzvaný „Energy Cell“ optimalizuje měrnou energii (kapacitu) pro dosažení dlouhé doby chodu, ale při nižším specifickém výkonu;„Power Cell“ nabízí výjimečný specifický výkon, ale při nižší kapacitě.„Hybridní buňka“ je kompromisem a nabízí trochu obojího.
Výrobci mohou relativně snadno dosáhnout vysoké specifické energie a nízkých nákladů přidáním niklu místo dražšího kobaltu, ale to činí článek méně stabilním.I když se začínající společnost může zaměřit na vysokou specifickou energii a nízkou cenu, aby získala rychlé přijetí na trhu, bezpečnost a trvanlivost nemohou být ohroženy.Renomovaní výrobci kladou důraz na bezpečnost a dlouhou životnost.
Většina Li-ion baterií sdílí podobný design sestávající z kladné elektrody z oxidu kovu (katody), která je potažena na hliníkový sběrač proudu, záporné elektrody (anody) vyrobené z uhlíku/grafitu potažené na měděném sběrači proudu, separátoru a elektrolytu. vyrobený z lithné soli v organickém rozpouštědle.Více informací, pls go with teda battery.com.
Tabulka 3 shrnuje výhody a omezení Li-ion.
Čas odeslání: 26. června 2022