Litij-ionska baterija je vrsta baterije izrađene od nevodene otopine elektrolita s metalom litija ili litijeve legure kao negativnim materijalom elektrode. Godine 1912. Gilbert n. Lewis je prvi predložio i proučavao litij metalne baterije. U 1970-ima, MS Whittingham je predložio i počeo proučavati litij-ionske baterije. Zbog vrlo aktivnih kemijskih svojstava metalnog litija, obrada, skladištenje i korištenje metalnog litija imaju vrlo visoke ekološke zahtjeve. Stoga se litij-ionske baterije već dugo ne koriste. S razvojem znanosti i tehnologije, litij-ionske baterije postale su mainstream.
Litij-ionske baterije mogu se podijeliti u dvije kategorije: litij-metalne baterije i litij-ionske baterije. Litij-ionske baterije ne sadrže metalni litij i mogu se puniti. Peta generacija punjiva litij metalna baterija rođena je 1996. godine, a njezina sigurnost, specifični kapacitet, brzina samopražnjenja i omjer performansi bolji su od litij-ionskih baterija. Zbog vlastitih visokih tehničkih zahtjeva, samo nekoliko tvrtki u nekoliko zemalja trenutno proizvodi takve litij-metalne baterije.
Litij-ionske baterije imaju sljedeće prednosti:
Visoka gustoća energije: prema različitim materijalima elektrode, njegova masa može doseći 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg). Volumen može doseći 250~530Wh/L (0,9~1,9kJ/cm3). [2]
Visok napon otvorenog kruga: s promjenom materijala elektrode, do 3,3 ~ 4,2 V.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Bez efekta memorije: Litij-željezo-fosfatna baterija nema memorijski efekt, baterija se može puniti i prazniti u bilo kojem trenutku bez praznog punjenja, a jednostavna je za korištenje i održavanje.
Nisko samopražnjenje:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Širok raspon radne temperature: -20 stupnjeva ~60 stupnjeva radi normalno.
Brzo punjenje i pražnjenje
Stoga se litij-ionske baterije naširoko koriste u potrošačkoj elektronici, posebnim proizvodima, posebnim proizvodima i drugim poljima. Litij-ionska baterija je punjiva baterija koja radi pomicanjem litijevih iona između pozitivnih i negativnih elektroda. Litij-ionske baterije koriste interkalirane litijeve spojeve kao materijale za elektrode. Trenutno su litij-kobalt oksid (LiCoO2), litij-mangan kiselina (LiMn2O4), litij-nikl-kiselina (LiNiO2) i litij-željezni fosfat (LiFePO4) obično korišteni negativni elektrodni materijali za litij-ionske baterije. Istodobno, litij-ionske baterije imaju i sljedeće nedostatke: (1) Prekomjerno pražnjenje se ne tolerira: u slučaju prekomjernog pražnjenja (napon tijekom pražnjenja manji je od 3.0v), pretjerano interkalirani litij ioni će biti fiksirani u rešetki i ne mogu se ponovno osloboditi, što će rezultirati skraćenim životnim vijekom. , a veća je vjerojatnost da će duboka pražnjenja oštetiti bateriju. Stoga korištenje iznimno niske snage može oštetiti bateriju, ali sve dok se baterija više puta puni na visokom naponu, moguće je ponovno aktivirati maksimalni kapacitet punjenja baterije. (2) Nepodnošljivo prekomjerno punjenje: Tijekom procesa prekomjernog punjenja, elektroda je ogoljena velikom količinom litijevih iona, a litijevi ioni se ne nadopunjuju na vrijeme, što rezultira dugotrajnim kolapsom rešetke, što nepovratno smanjuje skladištenje električna energija. Stoga se Li-Ion baterije moraju često koristiti kako bi se spriječilo da ostanu potpuno napunjene i stalno priključene na priključak punjača. Potrebno je pravilno održavati protok elektrona pohranjenih unutra i održavati dugotrajno zdravlje baterije. (3) Starenje ne podnosi toplinu, za razliku od drugih punjivih baterija, litij-ionske baterije će neminovno opadati u prirodnom sporom ciklusu s ciklusnom uporabom, čak i bez korištenja, kapacitet pohrane će se smanjiti, što je povezano s korištenjem (osim ako nije opasan prekomjerno napuhavanje Ciklusiranje rezultira gubitkom slojeva rešetke, budući da se proces starenja prikladnije naziva gubitkom) i ovisi o temperaturi. Mogući mehanizam je postupno dodavanje unutarnjeg otpora, tako da je elektronika velike radne struje sklonija toplinskoj degradaciji, a također je treba zaštititi od vanjskih temperatura.