nyhedsbanner

Hvordan virker lithiumbatterier

Li-ion er et batteri med lav vedligeholdelse, en fordel, som de fleste andre kemier ikke kan gøre krav på.Batteriet har ingen hukommelse og behøver ikke motion (bevidst fuld afladning) for at holde det i god stand.Selvafladning er mindre end halvdelen af ​​nikkel-baserede systemer, og dette hjælper brændstofmålerens applikationer.Den nominelle cellespænding på 3,60V kan direkte strømforsyne mobiltelefoner, tablets og digitale kameraer, hvilket giver forenklinger og omkostningsreduktioner i forhold til multicelledesign.Ulemperne er behovet for beskyttelseskredsløb for at forhindre misbrug, samt høj pris.

Typer af lithium-ion-batterier

nyheder 1

Figur 1 illustrerer processen.

Li-ion er et batteri med lav vedligeholdelse, en fordel, som de fleste andre kemier ikke kan gøre krav på.Batteriet har ingen hukommelse og behøver ikke motion (bevidst fuld afladning) for at holde det i god stand.Selvafladning er mindre end halvdelen af ​​nikkel-baserede systemer, og dette hjælper brændstofmålerens applikationer.Den nominelle cellespænding på 3,60V kan direkte strømforsyne mobiltelefoner, tablets og digitale kameraer, hvilket giver forenklinger og omkostningsreduktioner i forhold til multicelledesign.Ulemperne er behovet for beskyttelseskredsløb for at forhindre misbrug, samt høj pris.

Sonys originale lithium-ion-batteri brugte koks som anode (kulprodukt).Siden 1997 har de fleste Li-ion-producenter, inklusive Sony, skiftet til grafit for at opnå en fladere udledningskurve.Grafit er en form for kulstof, der har langvarig cyklusstabilitet og bruges i blyblyanter.Det er det mest almindelige kulstofmateriale efterfulgt af hårdt og blødt kulstof.Nanorør-carboner har endnu ikke fundet kommerciel brug i Li-ion, da de har tendens til at vikle sig ind og påvirke ydeevnen.Et fremtidigt materiale, der lover at forbedre ydeevnen af ​​Li-ion, er grafen.

Figur 2 illustrerer spændingsudladningskurven for en moderne Li-ion med grafitanode og den tidlige koksversion.

nyheder 2

Adskillige tilsætningsstoffer er blevet prøvet, herunder siliciumbaserede legeringer, for at forbedre grafitanodens ydeevne.Det kræver seks kulstof (grafit) atomer at binde til en enkelt lithium ion;et enkelt siliciumatom kan binde til fire lithiumioner.Det betyder, at siliciumanoden teoretisk kunne lagre over 10 gange energien af ​​grafit, men udvidelse af anoden under opladning er et problem.Rene silikoneanoder er derfor ikke praktiske, og kun 3-5 procent silicium tilsættes typisk til anoden på en siliciumbaseret for at opnå en god cykluslevetid.

Brug af nanostruktureret lithium-titanat som et anodeadditiv viser lovende cykluslevetid, gode belastningsevner, fremragende lavtemperaturydelse og overlegen sikkerhed, men den specifikke energi er lav, og omkostningerne er høje.

Eksperimentering med katode- og anodemateriale giver producenterne mulighed for at styrke de iboende kvaliteter, men en forbedring kan kompromittere en anden.Den såkaldte "Energy Cell" optimerer den specifikke energi (kapacitet) for at opnå lange driftstider, men ved lavere specifik effekt;"Power Cell" tilbyder exceptionel specifik effekt, men med lavere kapacitet."Hybrid Cell" er et kompromis og tilbyder lidt af begge dele.

Producenter kan relativt let opnå en høj specifik energi og lave omkostninger ved at tilføje nikkel i stedet for den dyrere kobolt, men dette gør cellen mindre stabil.Mens en nystartet virksomhed kan fokusere på høj specifik energi og lav pris for at opnå hurtig markedsaccept, kan sikkerhed og holdbarhed ikke kompromitteres.Velrenommerede producenter lægger høj integritet på sikkerhed og lang levetid.

De fleste Li-ion-batterier deler et lignende design bestående af en metaloxid positiv elektrode (katode), der er belagt på en aluminiumstrømkollektor, en negativ elektrode (anode) lavet af carbon/grafit belagt på en kobberstrømkollektor, en separator og elektrolyt lavet af lithiumsalt i et organisk opløsningsmiddel.Mere information, gå venligst med teda battery.com.

nyheder 3

Tabel 3 opsummerer fordele og begrænsninger ved Li-ion.


Indlægstid: 26-jun-2022