Bateria litiu-ion este un fel de baterie realizată dintr-o soluție de electrolit neapoasă cu litiu metalic sau aliaj de litiu ca material de electrod negativ. În 1912, Gilbert n. Lewis a propus și studiat mai întâi bateriile cu litiu metal. În anii 1970, MS Whittingham a propus și a început să studieze bateriile litiu-ion. Datorită proprietăților chimice foarte active ale litiului metalic, procesarea, depozitarea și utilizarea litiului metalic au cerințe de mediu foarte ridicate. Prin urmare, bateriile litiu-ion nu au fost folosite de mult timp. Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, bateriile litiu-ion au devenit curente.
Bateriile cu litiu-ion pot fi împărțite în două categorii: baterii cu litiu metal și baterii cu litiu-ion. Bateriile litiu-ion nu conțin litiu metalic și pot fi reîncărcate. A cincea generație de baterii reîncărcabile cu litiu metalic a luat naștere în 1996, iar siguranța, capacitatea specifică, rata de autodescărcare și raportul de performanță sunt mai bune decât bateriile litiu-ion. Datorită propriilor cerințe tehnice ridicate, doar câteva companii din câteva țări produc în prezent astfel de baterii cu litiu metalic.
Bateriile litiu-ion au următoarele avantaje:
Densitate mare de energie: în funcție de diferitele materiale ale electrozilor, masa acestuia poate ajunge la 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg). Volumul poate ajunge la 250~530Wh/L (0,9~1,9kJ/cm3). [2]
Tensiune mare în circuit deschis: cu schimbarea materialului electrodului, până la 3,3 ~ 4,2 V.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Fără efect de memorie: bateria cu litiu fier fosfat nu are efect de memorie, bateria poate fi încărcată și descărcată în orice moment fără încărcare goală și este ușor de utilizat și întreținut.
Autodescărcare scăzută:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Gamă largă de temperatură de funcționare: -20 grade ~60 de grade funcționează normal.
Încărcare și descărcare rapidă
Prin urmare, bateriile litiu-ion sunt utilizate pe scară largă în electronice de larg consum, produse speciale, produse speciale și alte domenii. O baterie litiu-ion este o baterie reîncărcabilă care funcționează prin deplasarea ionilor de litiu între electrozii pozitivi și negativi. Bateriile litiu-ion folosesc compuși de litiu intercalați ca materiale pentru electrozi. În prezent, oxidul de litiu cobalt (LiCoO2), acidul litiu mangan (LiMn2O4), acidul litiu nichel (LiNiO2) și fosfatul de litiu fier (LiFePO4) sunt utilizate în mod obișnuit materiale cu electrozi negativi pentru bateriile cu ioni de litiu. În același timp, bateriile litiu-ion prezintă și următoarele dezavantaje: (1) Supradescărcarea nu este tolerată: în cazul supradescărcării (tensiunea în timpul descărcării este mai mică de 3.0v), litiuul intercalat excesiv ionii vor fi fixați în rețea și nu pot fi eliberați din nou, ceea ce duce la scurtarea duratei de viață. , iar descărcările profunde sunt mai susceptibile de a deteriora bateria. Prin urmare, utilizarea unei puteri extrem de scăzute poate deteriora bateria, dar atâta timp cât bateria este încărcată la tensiune înaltă de mai multe ori, este posibil să se reactiveze capacitatea maximă de încărcare a bateriei. (2) Supraîncărcare insuportabilă: în timpul procesului de supraîncărcare, electrodul este îndepărtat de o cantitate mare de ioni de litiu, iar ionii de litiu nu sunt completați în timp, ceea ce duce la o prăbușire pe termen lung a rețelei, ceea ce reduce ireversibil stocarea energie electrica. Prin urmare, bateriile Li-Ion trebuie utilizate frecvent pentru a preveni ca acestea să rămână complet încărcate și conectate în mod constant la conectorul încărcătorului. Este necesar să se mențină fluxul de electroni stocați în interior în mod corespunzător și să se mențină sănătatea pe termen lung a bateriei. (3) Îmbătrânirea nu suportă căldura, spre deosebire de alte baterii reîncărcabile, bateriile litiu-ion vor scădea în mod inevitabil în ciclul lent natural cu utilizarea ciclului, chiar și fără utilizare, capacitatea de stocare va scădea, ceea ce este legat de utilizare (cu excepția cazului în care este un vicios supra-umflare Ciclul are ca rezultat pierderea straturilor de rețea, deoarece procesul de îmbătrânire este mai adecvat numit pierdere) și este dependent de temperatură. Un posibil mecanism este adăugarea treptată a rezistenței interne, astfel încât electronicele cu curent de funcționare ridicat sunt mai predispuse la degradarea termică și ar trebui, de asemenea, protejate împotriva temperaturilor externe.