news_banner

Hur fungerar litiumbatterier

Li-ion är ett batteri som kräver lågt underhåll, en fördel som de flesta andra kemier inte kan hävda.Batteriet har inget minne och behöver inte tränas (avsiktlig full urladdning) för att hålla det i gott skick.Självurladdning är mindre än hälften av nickelbaserade system och detta hjälper bränslemätarapplikationerna.Den nominella cellspänningen på 3,60V kan direkt driva mobiltelefoner, surfplattor och digitalkameror, vilket erbjuder förenklingar och kostnadsminskningar jämfört med flercellsdesigner.Nackdelarna är behovet av skyddskretsar för att förhindra missbruk, samt höga priser.

Typer av litiumjonbatterier

nyheter 1

Figur 1 illustrerar processen.

Li-ion är ett batteri som kräver lågt underhåll, en fördel som de flesta andra kemier inte kan hävda.Batteriet har inget minne och behöver inte tränas (avsiktlig full urladdning) för att hålla det i gott skick.Självurladdning är mindre än hälften av nickelbaserade system och detta hjälper bränslemätarapplikationerna.Den nominella cellspänningen på 3,60V kan direkt driva mobiltelefoner, surfplattor och digitalkameror, vilket erbjuder förenklingar och kostnadsminskningar jämfört med flercellsdesigner.Nackdelarna är behovet av skyddskretsar för att förhindra missbruk, samt höga priser.

Sonys ursprungliga litiumjonbatteri använde koks som anod (kolprodukt).Sedan 1997 har de flesta Li-jontillverkare, inklusive Sony, gått över till grafit för att uppnå en plattare urladdningskurva.Grafit är en form av kol som har långvarig cykelstabilitet och som används i blyertspennor.Det är det vanligaste kolmaterialet, följt av hårt och mjukt kol.Nanorörskol har ännu inte hittat kommersiell användning i Li-ion eftersom de tenderar att trassla in sig och påverka prestandan.Ett framtida material som lovar att förbättra prestandan hos Li-ion är grafen.

Figur 2 illustrerar spänningsurladdningskurvan för en modern Li-jon med grafitanod och den tidiga koksversionen.

nyheter 2

Flera tillsatser har prövats, inklusive kiselbaserade legeringar, för att förbättra prestanda hos grafitanoden.Det krävs sex kolatomer (grafit) för att binda till en enda litiumjon;en enda kiselatom kan binda till fyra litiumjoner.Detta innebär att kiselanoden teoretiskt sett skulle kunna lagra över 10 gånger energin av grafit, men expansion av anoden under laddning är ett problem.Rena silikonanoder är därför inte praktiskt och endast 3–5 procent kisel tillsätts vanligtvis till anoden på en silikonbaserad för att uppnå god livslängd.

Att använda nanostrukturerat litiumtitanat som anodtillsats visar lovande cykellivslängd, goda lastförmåga, utmärkt prestanda vid låga temperaturer och överlägsen säkerhet, men den specifika energin är låg och kostnaden är hög.

Genom att experimentera med katod- och anodmaterial kan tillverkare stärka inneboende egenskaper, men en förbättring kan äventyra en annan.Den så kallade "Energicellen" optimerar den specifika energin (kapaciteten) för att uppnå långa drifttider men med lägre specifik effekt;"Power Cell" erbjuder exceptionell specifik kraft men med lägre kapacitet."Hybridcellen" är en kompromiss och erbjuder lite av båda.

Tillverkare kan relativt enkelt uppnå en hög specifik energi och låg kostnad genom att tillsätta nickel i stället för den dyrare kobolten, men detta gör cellen mindre stabil.Medan ett nystartat företag kan fokusera på hög specifik energi och lågt pris för att få snabb acceptans på marknaden, kan säkerhet och hållbarhet inte äventyras.Ansedda tillverkare lägger hög integritet på säkerhet och livslängd.

De flesta litiumjonbatterier delar en liknande design som består av en positiv metalloxidelektrod (katod) som är belagd på en strömavtagare av aluminium, en negativ elektrod (anod) gjord av kol/grafit belagd på en kopparströmavtagare, en separator och elektrolyt gjord av litiumsalt i ett organiskt lösningsmedel.Mer information, vänligen gå med teda battery.com.

nyheter 3

Tabell 3 sammanfattar fördelarna och begränsningarna med Li-jon.


Posttid: 2022-jun-26