Първата работа на литиеви батерии започнаха през 1912 GN Люис. Действителните литиеви батерии станаха достъпни само в началото на 70-те години, но те не бяха акумулаторна. През 80-те, групата продължава да се създаде точно батерията, обаче, без успех, защото литиев метал, който се използва като анод, е нестабилна.
Нестабилността на литиев метал, особено по време на зареждане, ще бъдат принудени да търсят йони работи неметални материали, в които, вместо метален литий. Въпреки факта, че технологията за Li-Ion играе на литиево-метален контейнер, тя е сравнително по-безопасно.
Специфичната енергия литиево-йонна батерия е два пъти по-висока от тази на NiCd батерии. А работно напрежение от 3.6 V, вместо в 1.2А батерии на базата на никел. По-нататъшно подобряване на материала на електрода в бъдеще, може значително да се увеличи капацитета на енергия от акумулаторите Li.
Обхватът на оперативни напрежения от литиево-йонна батерия е в рамките на 2,8. 4.2V. характеристики на натоварване и кривата на освобождаване литиево-йонни батерии дават възможност за ефективно използване на енергията се съхранява в желаните граници напрежение от 3.7 до 2.8 волта на клетка. базирани технологии крива NiCd батерии освобождаване е в границите от 1.25 до 1.0 волта на клетка.
Видовете литиево-йонни батерии
Като всяка батерия, Li-Ion батерия се състои от два електрода - анод и катод, сепаратор и електролит им разделяне като проводник. Катодът е метален оксид (Li), и анода се състои от порест въглерод. По време на освобождаване, йонен поток е от анода към катода през електролита и сепаратор. По време на зареждането на движението да се отпише. Този процес е показан на фигура 1.
Фигура 1: движение на йони в литиево-йонната батерия
Когато зареждане и разреждане на клетката, йони се движат между катода (положителен електрод) и анода (отрицателен електрод). При изпълнение на анода окислява и губи електрони, и катода в този момент обръща електроди. Когато таксата е движение на заден ход.
Разликите в видовете литиево-йонни батерии се определят главно от катодния материал.
Други въглеродни материали, като например въглеродни тръби не са намерили широко търговско приложение. Фигура 2 показва кривите на напрежение по време на освобождаване разширено литиево-йонни батерии с графит като анод и по-рано с кокс.
Фигура 2: Кривата на напрежението по време на разреждане на литиево-йонни батерии. ласкае Кривата на освобождаване от отговорност, толкова по-добре.
Нови разработки също са в ход с анода. Така че, както новия материал се опитва да използва силициеви сплави. Използването на силиций дава възможност за увеличаване на специфична енергия с 20-30% поради намаляване на товарния ток и намаляване на жизнения цикъл. Наноструктурирани литиев титанат, когато се използва като анод, дава възможност за увеличаване на жизнения цикъл показва добри характеристики на натоварване и ниска температура, но има ниска топлинна мощност.
Използването на различни материали за катода и анода позволява на производителите да подобрят характеристиките произведени литиево-йонни батерии. Въпреки това, някои увеличение на производителността може да доведе до влошаване на другия. Производство на батерии, например, може да оптимизира специфична енергия (капацитет), за да се увеличи по време на употреба, може също да повиши специфичната мощност да се увеличи товарните характеристики, може да удължи срока на експлоатация, за да се подобри издръжливостта, може да използвате батерията повече безопасно да се намали отрицателното въздействие върху околната среда. Но има и недостатъци. Така се увеличава капацитет намалява товарния ток, ток оптимизиране на натоварването намалява специфична енергия втвърдяване клетка, за да се увеличи живота и безопасността на батерията увеличава размера и разходите се дължи на по-широк му сепаратор слой. Сепараторът е най-скъпата част на литиево-йонна батерия.
За да се постигне по-висока енергийна плътност и ниска цена, производители могат да използват никел вместо кобалт, но го прави клетката на батерията по-малко стабилна. Фирми-начинаещите могат да се съсредоточат върху повишаване на специфичния капацитет да се движи бързо на пазара на батерии, но след това може да пострадат безопасността и трайността на употреба. Известни фирми-производителки на първо място да обърнат внимание на безопасността и издръжливостта на батериите си.
В таблица 3 характеристиките са комбинирани литиево-йонни батерии с различни материали като катода. В таблицата по-долу са изброени четирите най-често срещаните видове Li-Ion. Батериите могат да бъдат от следните видове: Литиев кобалт, литиев и манганов, литиев фосфат и никел-манган-кобалт (NMC).
Таблица 1. Характеристики на 4-често използваният тип на литиево-йонни батерии.
Забележка: никел-манган-кобалт (NMC), CCM, WHC, МНК и MCS е същата батерия. Химичният състав на тези батерии Li [Ni (1/3) Co (1/3) Mn (1/3)] O2. Местоположение на Ni, Mn и сътрудничество е без особено значение.
Търсене на идеалната литиево-йонната батерия е в разгара си. Производителите виждат нови области на батерии, използвани в двигатели за моторни превозни средства и за съхранение на енергия. По време на това писание, се смята, че двигателите са най-подходящи батерия на литиево-манганов и / или никел-манган-кобалт.
Сега, в общи линии, литиево-йонни батерии, използвани в преносими устройства, както и техните свойства при продължителна употреба в електрозадвижванията все още не са известни. Ясна оценка на оперативните разходи и жизнения цикъл на батериите може да се даде само след няколко поколения литиево-йонни батерии за автомобили с двигатели, които ще стават все по-очевидно, техните характеристики по време на работа в различни климатични условия.
Таблица 2: Предимства и недостатъци на литиеви батерии
Свързани статии