لیتیوم یون باتری کم تعمیر و نگهداری است، مزیتی که اکثر شیمی های دیگر نمی توانند ادعا کنند.باتری فاقد حافظه است و برای حفظ حالت خوب نیازی به ورزش (تخلیه کامل عمدی) ندارد.خود تخلیه کمتر از نصف سیستم های مبتنی بر نیکل است و این به کاربردهای اندازه گیری سوخت کمک می کند.ولتاژ اسمی سلول 3.60 ولت می‌تواند مستقیماً تلفن‌های همراه، تبلت‌ها و دوربین‌های دیجیتال را تغذیه کند، و باعث ساده‌سازی و کاهش هزینه‌ها نسبت به طرح‌های چند سلولی می‌شود.معایب نیاز به مدارهای حفاظتی برای جلوگیری از سوء استفاده و همچنین قیمت بالا است.
انواع باتری های لیتیوم یونی
شکل 1 روند را نشان می دهد.
لیتیوم یون باتری کم تعمیر و نگهداری است، مزیتی که اکثر شیمی های دیگر نمی توانند ادعا کنند.باتری فاقد حافظه است و برای حفظ حالت خوب نیازی به ورزش (تخلیه کامل عمدی) ندارد.خود تخلیه کمتر از نصف سیستم های مبتنی بر نیکل است و این به کاربردهای اندازه گیری سوخت کمک می کند.ولتاژ اسمی سلول 3.60 ولت می‌تواند مستقیماً تلفن‌های همراه، تبلت‌ها و دوربین‌های دیجیتال را تغذیه کند، و باعث ساده‌سازی و کاهش هزینه‌ها نسبت به طرح‌های چند سلولی می‌شود.معایب نیاز به مدارهای حفاظتی برای جلوگیری از سوء استفاده و همچنین قیمت بالا است.
باتری لیتیوم یون اصلی سونی از کک به عنوان آند (محصول زغال سنگ) استفاده می کرد.از سال 1997، اکثر تولیدکنندگان یون لیتیوم، از جمله سونی، برای دستیابی به منحنی تخلیه صاف تر، به سمت گرافیت رفتند.گرافیت نوعی کربن است که پایداری چرخه طولانی مدت دارد و در مدادهای سربی استفاده می شود.این رایج ترین ماده کربنی است و پس از آن کربن های سخت و نرم قرار دارند.کربن‌های نانولوله‌ای هنوز در لیتیوم یون کاربرد تجاری پیدا نکرده‌اند، زیرا تمایل دارند در هم پیچیده شوند و بر عملکرد تأثیر بگذارند.یک ماده آینده که نوید بهبود عملکرد Li-ion را می دهد، گرافن است.
شکل 2 منحنی تخلیه ولتاژ یک لیتیوم یون مدرن با آند گرافیت و نسخه اولیه کک را نشان می دهد.
چندین افزودنی از جمله آلیاژهای مبتنی بر سیلیکون برای افزایش عملکرد آند گرافیت آزمایش شده است.شش اتم کربن (گرافیت) لازم است تا به یک یون لیتیوم متصل شود.یک اتم سیلیکون می تواند به چهار یون لیتیوم متصل شود.این بدان معنی است که آند سیلیکون از نظر تئوری می تواند بیش از 10 برابر گرافیت انرژی ذخیره کند، اما انبساط آند در طول شارژ مشکل ساز است.بنابراین، آندهای سیلیکونی خالص عملی نیستند و تنها 3 تا 5 درصد سیلیکون معمولاً به آند یک سیلیکونی برای دستیابی به عمر چرخه خوب اضافه می شود.
استفاده از لیتیوم-تیتانات با ساختار نانو به عنوان افزودنی آند، عمر چرخه امیدوارکننده، قابلیت بارگذاری خوب، عملکرد عالی در دمای پایین و ایمنی عالی را نشان می‌دهد، اما انرژی ویژه کم و هزینه بالا است.
آزمایش با مواد کاتد و آند به سازندگان اجازه می دهد تا کیفیت های ذاتی را تقویت کنند، اما یک پیشرفت ممکن است دیگری را به خطر بیندازد.به اصطلاح "Energy Cell" انرژی خاص (ظرفیت) را برای دستیابی به زمان های طولانی اما با توان ویژه کمتر بهینه می کند."Power Cell" توان ویژه استثنایی را اما با ظرفیت کمتر ارائه می دهد."سلول ترکیبی" یک مصالحه است و کمی از هر دو را ارائه می دهد.
تولیدکنندگان می‌توانند با افزودن نیکل به جای کبالت گران‌تر، به انرژی ویژه بالا و هزینه کم نسبتاً آسانی دست یابند، اما این باعث می‌شود سلول پایدارتر نباشد.در حالی که یک شرکت نوپا ممکن است بر روی انرژی ویژه بالا و قیمت پایین تمرکز کند تا به سرعت در بازار مورد پذیرش قرار گیرد، ایمنی و دوام نمی تواند به خطر بیفتد.تولید کنندگان معتبر ایمنی و طول عمر را رعایت می کنند.
اکثر باتری‌های لیتیوم یونی دارای طراحی مشابهی هستند که شامل یک الکترود اکسید فلزی مثبت (کاتد) است که روی یک کلکتور جریان آلومینیومی، یک الکترود منفی (آند) ساخته شده از کربن/گرافیت پوشش داده شده روی یک کلکتور جریان مس، یک جداکننده و الکترولیت پوشش داده شده است. ساخته شده از نمک لیتیوم در یک حلال آلی.اطلاعات بیشتر، لطفا با teda battery.com همراه باشید.
جدول 3 مزایا و محدودیت های Li-ion را خلاصه می کند.
زمان ارسال: ژوئن-26-2022