Li-ion er et lite vedlikeholdsbatteri, en fordel som de fleste andre kjemikalier ikke kan kreve.Batteriet har ikke minne og trenger ikke trenes (bevisst full utlading) for å holde det i god form.Selvutladning er mindre enn halvparten av nikkelbaserte systemer, og dette hjelper drivstoffmålerapplikasjonene.Den nominelle cellespenningen på 3,60V kan gi direkte strøm til mobiltelefoner, nettbrett og digitale kameraer, og tilbyr forenklinger og kostnadsreduksjoner i forhold til flercelledesign.Ulempene er behovet for beskyttelseskretser for å forhindre misbruk, samt høy pris.
Typer litium-ion-batterier
Figur 1 illustrerer prosessen.
Li-ion er et lite vedlikeholdsbatteri, en fordel som de fleste andre kjemikalier ikke kan kreve.Batteriet har ikke minne og trenger ikke trenes (bevisst full utlading) for å holde det i god form.Selvutladning er mindre enn halvparten av nikkelbaserte systemer, og dette hjelper drivstoffmålerapplikasjonene.Den nominelle cellespenningen på 3,60V kan gi direkte strøm til mobiltelefoner, nettbrett og digitale kameraer, og tilbyr forenklinger og kostnadsreduksjoner i forhold til flercelledesign.Ulempene er behovet for beskyttelseskretser for å forhindre misbruk, samt høy pris.
Sonys originale litium-ion-batteri brukte koks som anode (kullprodukt).Siden 1997 har de fleste Li-ion-produsenter, inkludert Sony, gått over til grafitt for å oppnå en flatere utladningskurve.Grafitt er en form for karbon som har langsiktig syklusstabilitet og brukes i blyblyanter.Det er det vanligste karbonmaterialet, etterfulgt av hardt og mykt karbon.Nanorørkarboner har ennå ikke funnet kommersiell bruk i Li-ion, da de har en tendens til å vikle seg inn og påvirke ytelsen.Et fremtidig materiale som lover å forbedre ytelsen til Li-ion er grafen.
Figur 2 illustrerer spenningsutladningskurven til en moderne Li-ion med grafittanode og den tidlige koksversjonen.
Flere tilsetningsstoffer har blitt prøvd, inkludert silisiumbaserte legeringer, for å forbedre ytelsen til grafittanoden.Det trengs seks karbon (grafitt) atomer for å binde seg til et enkelt litiumion;et enkelt silisiumatom kan binde seg til fire litiumioner.Dette betyr at silisiumanoden teoretisk kan lagre over 10 ganger energien til grafitt, men ekspansjon av anoden under ladning er et problem.Rene silikonanoder er derfor ikke praktiske og bare 3–5 prosent silisium tilsettes typisk til anoden til en silisiumbasert for å oppnå god sykluslevetid.
Bruk av nanostrukturert litium-titanat som anodeadditiv viser lovende sykluslevetid, gode belastningsevner, utmerket lavtemperaturytelse og overlegen sikkerhet, men den spesifikke energien er lav og kostnadene er høye.
Eksperimentering med katode- og anodemateriale gjør det mulig for produsenter å styrke iboende kvaliteter, men en forbedring kan kompromittere en annen.Den såkalte "Energicellen" optimerer den spesifikke energien (kapasiteten) for å oppnå lange driftstider, men med lavere spesifikk effekt;"Power Cell" tilbyr eksepsjonell spesifikk kraft, men med lavere kapasitet."Hybrid Cell" er et kompromiss og tilbyr litt av begge deler.
Produsenter kan relativt enkelt oppnå høy spesifikk energi og lave kostnader ved å tilsette nikkel i stedet for den dyrere kobolten, men dette gjør cellen mindre stabil.Mens et oppstartsselskap kan fokusere på høy spesifikk energi og lav pris for å oppnå rask markedsaksept, kan sikkerhet og holdbarhet ikke gå på kompromiss.Anerkjente produsenter legger høy integritet på sikkerhet og lang levetid.
De fleste Li-ion-batterier deler en lignende design som består av en metalloksid positiv elektrode (katode) som er belagt på en aluminiumstrømsamler, en negativ elektrode (anode) laget av karbon/grafitt belagt på en kobberstrømsamler, en separator og elektrolytt laget av litiumsalt i et organisk løsningsmiddel.Mer informasjon, vennligst gå med teda battery.com.
Tabell 3 oppsummerer fordelene og begrensningene ved Li-ion.
Innleggstid: 26. juni 2022