În prezent, bateriile litiu-ion au înlocuit bateriile tradiționale din telefoanele mobile, computerele portabile, camerele video și camerele. Bateriile litiu-ion de mare capacitate au fost încercate în vehiculele electrice și vor deveni una dintre principalele surse de energie pentru vehiculele electrice în secolul XXI. Acestea au fost utilizate în sateliții artificiali, aerospațiale și de stocare a energiei.
Principiul de funcționare al bateriei litiu-ion
Principiul de funcționare al bateriei litiu-ion este că atunci când bateria este încărcată, litiul din materialul pozitiv al electrodului este eliberat, trece prin diafragmă și intră în grafitul cu electrod negativ; când bateria este descărcată, ionii de litiu sunt separați de grafitul cu electrod negativ și trec prin diafragmă înapoi la materialul pozitiv al electrodului. . Odată cu progresul încărcării și descărcării, ionii de litiu sunt continuu introduși și extrși din electrodul pozitiv și electrodul negativ.
Caracteristici ale bateriei cu litiu-ion
tensiune înaltă
Tensiunea bateriilor litiu-ion este de trei ori mai mare decât a bateriilor nichel-cadmiu și a bateriilor nichel-hidrogen și aproape de două ori mai mare decât a bateriilor plumb-acid. Acesta este, de asemenea, un motiv important pentru care bateriile cu litiu-ion au o energie mai mare. Prin urmare, atunci când formați un pachet de baterii cu aceeași tensiune, numărul de baterii litiu-ion utilizate în serie va fi mult mai mic decât cel al bateriilor plumb-acid și al bateriilor nichel-hidrogen.
greutate redusă
Energia specifică este de până la 150Wh / Kg, care este de 2 ori mai mare decât a bateriilor Ni-MH și de 4 ori mai mare decât a bateriilor plumb-acid, astfel încât greutatea este de o treime până la o pătrime din bateriile plumb-acid cu aceeași energie. Din această perspectivă, consumul de baterii cu litiu Există mai puține resurse și, deoarece rezervele de elemente utilizate în bateriile cu manganat de litiu sunt relativ mari, prețul bateriilor cu plumb-acid și hidrură de nichel-metal poate fi crescut și costul bateriilor cu litiu va fi redus în continuare.
viata lunga
Numărul de cicluri poate ajunge la 1000 ~ 3000 de ori. Pe baza păstrării capacității de 70%, numărul de cicluri de încărcare și descărcare de 100% ale acumulatorului poate ajunge de peste 200 de ori, durata de viață poate ajunge la 5-8 ani, iar durata de viață este de aproximativ două până la trei ori mai mare decât de baterii plumb-acid. Odată cu inovația tehnologică și îmbunătățirea echipamentelor, durata de viață a bateriei va fi mai mare, iar performanța costurilor va fi din ce în ce mai mare.
Rată scăzută de auto-descărcare: mai puțin de 5% pe lună.
gamă largă
Performanța la temperatură scăzută este bună. Bateriile Li-ion pot funcționa între -40 ° C și +55 ° C, în timp ce bateriile apoase (cum ar fi bateriile cu plumb-acid și bateriile cu nichel-hidrogen) la temperaturi scăzute vor reduce foarte mult performanța din cauza deteriorării fluidității electroliților.
fără memorie
Nu este nevoie să descărcați, cum ar fi bateriile de nichel-cadmiu și bateriile de hidrură de nichel-metal înainte de fiecare încărcare, și poate fi încărcat oricând și oriunde. Adâncimea încărcării și descărcării bateriei are un efect redus asupra duratei de viață a bateriei. Poate fi complet încărcat și descărcat complet. Testul nostru de ciclu este complet încărcat și complet descărcat.
este potrivit în special pentru bateriile cu putere
În plus față de tensiunea ridicată a bateriilor litiu-ion, deoarece placa de protecție a pachetului de baterii litiu-ion poate monitoriza fiecare baterie cu precizie ridicată, consum redus de energie și gestionare inteligentă, are suprasarcină perfectă, suprasarcină, temperatură, supracurent , Protecția la scurtcircuit, funcția de auto-recuperare de blocare și funcția de încărcare fiabilă de egalizare extind mult durata de viață a bateriei. Cu toate acestea, alte tipuri de baterii (cum ar fi bateriile cu plumb-acid) sunt predispuse la probleme de supraîncărcare și descărcare excesivă din cauza consistenței bateriei și a problemelor încărcătorului în timpul utilizării (din diverse motive, cum ar fi costul, pachetul de baterii plumb-acid nu poate fi Fiecare celulă este monitorizată și protejată).
fără poluare
Nu există substanțe toxice în bateriile cu litiu-ion, deci sunt denumite" baterii verzi" și sunt susținute de stat. Deoarece bateriile plumb-acid și bateriile cadmiu-nichel conțin substanțe dăunătoare precum plumbul și cadmiul, statul va consolida în mod inevitabil supravegherea și guvernanța (eliminarea reducerilor de taxe la export pentru bateriile plumb-acid, creșterea taxelor la resursele de plumb și restricții la export de biciclete electrice plumb-acide). Costul va crește, de asemenea. Deși bateriile cu litiu nu sunt poluante, ele sunt considerate din perspectiva conservării resurselor. Trebuie luate în considerare și reciclarea bateriilor cu litiu-ion, siguranța în reciclare și costul reciclării.
Riscuri de securitate
Datorită energiei ridicate și a stabilității materiale reduse a bateriilor cu litiu-ion, bateriile cu litiu sunt predispuse la probleme de siguranță. În 2013, cei mai cunoscuți producători de baterii de telefoane mobile și laptopuri din lume (materialul pozitiv al electrodului este oxidul de cobalt de litiu și materialele ternare), Japonia' Sanyo, Sony și alte companii Este necesar ca rata de explozie a bateria să fie controlată sub 40 ppb (părți pe miliard). Este bine ca companiile autohtone să atingă nivelul ppm (părți pe milion), iar capacitatea bateriei de putere este mai mare decât cea a bateriei telefonului mobil. De peste o sută de ori, deci cerințele de siguranță pentru bateriile cu litiu sunt extrem de ridicate. Deși bateriile cu oxid de cobalt de litiu și bateriile cu materiale ternare prezintă avantajele unei greutăți mai mici și a unei dimensiuni mai mici, acestea nu sunt potrivite pentru bateriile electrice care pot fi utilizate în vehiculele electrice. Bateria litiu-ion de manganat de litiu cu cristale mixte și fosfat de litiu-fier este cea mai promițătoare baterie de putere litiu-ion.
preț mare
Prețul unei baterii litiu-ion cu aceeași tensiune și aceeași capacitate este de 3-4 ori mai mare decât cel al plumb-acidului. Odată cu extinderea pieței bateriilor litiu-ion, reducerea costurilor, îmbunătățirea performanței și creșterea prețului bateriilor plumb-acid, rentabilitatea bateriilor litiu-ion este probabil mai mare decât cea a baterii plumb-acid.