Výhody Li-ion baterie

Ve srovnání s jinými vysokoenergetickými sekundárními bateriemi, jako jsou Ni-Cd baterie, Ni-MH baterie, olověné baterie atd.Li-ionbaterie mají významné výhody ve výkonu, které se projevují především v následujících aspektech.

(1) Vysoké pracovní napětí

Použití uhlíkatých lithiových interkalačních sloučenin, jako je grafit nebo ropný koks místo kovového lithia jako záporné elektrody, sníží napětí baterie. Avšak vzhledem k jejich nízkému interkalačnímu potenciálu lithia lze ztráty napětí minimalizovat. Současně výběr vhodné lithiové interkalační sloučeniny jako kladné elektrody baterie a výběr vhodného elektrolytického systému (určení elektrochemického okna sady lithium-iontových baterií) může způsobit, že sada lithium-iontových baterií bude mít vyšší pracovní napětí (- 4V), což je mnohem vyšší hodnota než u baterií s vodním systémem.

(2) Velká specifická kapacita

Ačkoli nahrazení kovového lithia uhlíkatými materiály sníží hmotnostní specifickou kapacitu materiálu, ve skutečnosti, aby se zajistila určitá životnost sekundární kovové lithiové baterie, je záporné kovové lithium obvykle více než třikrát nadměrné. Skutečné snížení hmotnostně specifické kapacity není velké a dochází k malému snížení objemové specifické kapacity.

(3) Vysoká hustota energie

Vyšší provozní napětí a objemová specifická kapacita určují vyšší hustotu energie sekundárních lithium-iontových baterií. Ve srovnání s Ni-Cd bateriemi a Ni-MH bateriemi, které jsou v současnosti široce používány, mají sekundární lithium-iontové baterie nejvyšší hustotu energie a stále mají velký rozvojový potenciál.

(4) Dobrý bezpečnostní výkon a dlouhá životnost

Důvodem, proč baterie využívající kovové lithium jako anodu není bezpečná, je to, že se mění struktura kladné elektrody lithium-iontové baterie a tvoří se porézní dendrit. Může prorazit separátor a způsobit vnitřní zkrat a lithium-iontové baterie tento problém nemají a jsou velmi bezpečné. Aby se zabránilo přítomnosti kovového lithia v baterii, mělo by být během nabíjení kontrolováno napětí. Z důvodu pojištění jsou lithium-iontové baterie vybaveny více bezpečnostními zařízeními. Lithium-iontové baterie nemají žádné strukturální změny v interkalaci a deinterkalaci lithiových iontů na katodě a anodě během procesu nabíjení a vybíjení (dojde k určité expanzi a kontrakci mřížky během procesu interkalace a deinterkalace), a protože interkalační sloučenina je silnější než kovové lithium Je stabilnější a během procesu nabíjení a vybíjení netvoří lithiové dendrity, čímž se výrazně zlepšuje bezpečnostní výkon baterie a výrazně se zlepšuje také životnost. Lithium-iontové baterie byly v roce 1989 a IAIT (Mezinárodní sdružení pro letectví a dopravu) vyloučeny jako nebezpečné zboží v roce 1989 a 1990 v americkém ministerstvu dopravy.

(5) Malá míra samovybíjení

Lithium-iontová baterie využívá nevodný elektrolytický systém a uhlíkový materiál s interkalací lithia je v nevodném elektrolytovém systému termodynamicky nestabilní. Během prvního procesu nabíjení a vybíjení se na povrchu uhlíkové záporné elektrody vytvoří mezifázový film pevného elektrolytu (SEI) v důsledku redukce elektrolytu, což umožní iontům lithia procházet, ale ne elektrony, a umožní elektrodě aktivní. materiály různého nabití, kterými projdou. V relativně stabilním stavu má nízkou rychlost samovybíjení.

(6) Čisté a bez znečištění

Lithium-iontové baterie neobsahují toxické látky jako olovo, štěstí, rtuť atd. Zároveň, protože baterie musí být dobře utěsněna, se během používání uvolňuje velmi málo plynu, který nezpůsobuje žádné znečištění životního prostředí. Rozpouštědlo použité k rozpuštění pojiva ve výrobním procesu může být také zcela regenerováno. Sony a další velké společnosti vyrábějící lithium-iontové baterie zahájily recyklaci lithium-iontových baterií a recyklaci materiálů (jako jsou kovové vrtáky atd.) od roku 1997. Kromě toho v roce 1996 byly lithium-iontové baterie Sony byly certifikovány jako vyhovující mezinárodnímu standardu ochrany životního prostředí IS014001 [71O

(7) Vysoká proudová účinnost

Na rozdíl od všech předchozích sekundárních baterií s vodnými systémy, lithium-iontové baterie neprodukují plyn během normálních procesů nabíjení a vybíjení a aktuální účinnost se blíží 100 %. Tato vlastnost je zvláště vhodná pro použití jako baterie pro skladování a konverzi energie.