Li-ion je baterija, ki zahteva malo vzdrževanja, kar je prednost, ki je večina drugih kemikalij ne more zahtevati.Baterija nima pomnilnika in ne potrebuje vadbe (namerno popolno izpraznitev), da ostane v dobri formi.Samopraznjenje je manj kot polovično kot pri sistemih na osnovi niklja, kar pomaga pri aplikacijah za merjenje goriva.Nazivna napetost celice 3,60 V lahko neposredno napaja mobilne telefone, tablice in digitalne fotoaparate, kar ponuja poenostavitve in znižanje stroškov v primerjavi z večceličnimi zasnovami.Pomanjkljivosti so potreba po zaščitnih vezjih za preprečevanje zlorab, pa tudi visoka cena.
Vrste litij-ionskih baterij
Slika 1 prikazuje postopek.
Li-ion je baterija, ki zahteva malo vzdrževanja, kar je prednost, ki je večina drugih kemikalij ne more zahtevati.Baterija nima pomnilnika in ne potrebuje vadbe (namerno popolno izpraznitev), da ostane v dobri formi.Samopraznjenje je manj kot polovično kot pri sistemih na osnovi niklja, kar pomaga pri aplikacijah za merjenje goriva.Nazivna napetost celice 3,60 V lahko neposredno napaja mobilne telefone, tablice in digitalne fotoaparate, kar ponuja poenostavitve in znižanje stroškov v primerjavi z večceličnimi zasnovami.Pomanjkljivosti so potreba po zaščitnih vezjih za preprečevanje zlorab, pa tudi visoka cena.
Sonyjeva prvotna litij-ionska baterija je kot anodo (izdelek premoga) uporabljala koks.Od leta 1997 je večina proizvajalcev Li-ionov, vključno s Sonyjem, prešla na grafit, da bi dosegla bolj ravno krivuljo praznjenja.Grafit je oblika ogljika, ki ima dolgoročno stabilnost cikla in se uporablja v svinčnikih.Je najpogostejši ogljikov material, sledita mu trdi in mehki ogljik.Ogljikovi nanocevki še niso našli komercialne uporabe v Li-ionu, saj se nagibajo k zapletanju in vplivajo na delovanje.Prihodnji material, ki obljublja izboljšanje zmogljivosti Li-iona, je grafen.
Slika 2 prikazuje krivuljo praznjenja napetosti sodobnega Li-iona z grafitno anodo in zgodnje različice koksa.
Preizkušenih je bilo več dodatkov, vključno z zlitinami na osnovi silicija, za izboljšanje delovanja grafitne anode.Za vezavo na en sam litijev ion je potrebnih šest atomov ogljika (grafita);en atom silicija se lahko veže na štiri litijeve ione.To pomeni, da bi lahko silicijeva anoda teoretično shranila več kot 10-krat več energije kot grafit, vendar je širitev anode med polnjenjem problem.Anode iz čistega silikona zato niso praktične in anodi na osnovi silicija se običajno doda le 3–5 odstotkov silicija, da se doseže dobra življenjska doba.
Uporaba nanostrukturiranega litij-titanata kot anodnega dodatka kaže obetavno življenjsko dobo v ciklu, dobre zmogljivosti obremenitve, odlično delovanje pri nizkih temperaturah in vrhunsko varnost, vendar je specifična energija nizka in stroški visoki.
Eksperimentiranje s katodnim in anodnim materialom omogoča proizvajalcem, da okrepijo notranje lastnosti, vendar lahko ena izboljšava ogrozi drugo.Tako imenovana "energijska celica" optimizira specifično energijo (zmogljivost) za doseganje dolgih časov delovanja, vendar pri nižji specifični moči;"Power Cell" ponuja izjemno specifično moč, vendar z manjšo zmogljivostjo.»Hibridna celica« je kompromis in ponuja delček obojega.
Proizvajalci lahko relativno enostavno dosežejo visoko specifično energijo in nizke stroške z dodajanjem niklja namesto dražjega kobalta, vendar je zaradi tega celica manj stabilna.Medtem ko se novoustanovljeno podjetje lahko osredotoči na visoko specifično energijo in nizko ceno, da pridobi hitro sprejetje na trgu, varnost in trajnost ne moreta biti ogroženi.Ugledni proizvajalci dajejo veliko pozornosti varnosti in dolgoživosti.
Večina litij-ionskih baterij ima podobno zasnovo, ki jo sestavljajo pozitivna elektroda (katoda) iz kovinskega oksida, ki je prevlečena na aluminijast tokovni zbiralnik, negativna elektroda (anoda), izdelana iz ogljika/grafita, prevlečena na bakrenem tokovnem zbiralniku, separator in elektrolit. iz litijeve soli v organskem topilu.Za več informacij obiščite teda battery.com.
Tabela 3 povzema prednosti in omejitve Li-iona.
Čas objave: 26. junij 2022