Litiumionbatteri er et slags batteri laget av ikke-vandig elektrolyttløsning med litiummetall eller litiumlegering som negativt elektrodemateriale. I 1912 ble Gilbert n. Lewis foreslo og studerte først litiummetallbatterier. På 1970-tallet foreslo MS Whittingham og begynte å studere litiumionbatterier. På grunn av de svært aktive kjemiske egenskapene til metalllitium har bearbeiding, lagring og bruk av metalllitium svært høye miljøkrav. Litium-ion-batterier har derfor ikke vært brukt på lenge. Med utviklingen av vitenskap og teknologi har litium-ion-batterier blitt mainstream.
Litium-ion-batterier kan deles inn i to kategorier: litium-metallbatterier og litium-ion-batterier. Litium-ion-batterier inneholder ikke metallisk litium og kan lades opp. Det femte generasjons oppladbare litiummetallbatteriet ble født i 1996, og dets sikkerhet, spesifikke kapasitet, selvutladingshastighet og ytelsesforhold er bedre enn litiumionbatterier. På grunn av egne høye tekniske krav er det bare noen få selskaper i noen få land som produserer slike litiummetallbatterier.
Litium-ion-batterier har følgende fordeler:
Høy energitetthet: I henhold til forskjellige elektrodematerialer kan massen nå 15 0~200Wh/kg (540~720kJ/kg). Volumet kan nå 250~530Wh/L (0,9~1,9kJ/cm3). [2]
Høy åpen kretsspenning: med bytte av elektrodemateriale, opptil 3,3~4,2v.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Ingen minneeffekt: Litiumjernfosfatbatteriet har ingen minneeffekt, batteriet kan lades og utlades når som helst uten tom lading, og det er enkelt å bruke og vedlikeholde.
Lav selvutladning:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Bredt driftstemperaturområde: -20 grader ~60 grader fungerer normalt.
Rask lading og utlading
Derfor er litium-ion-batterier mye brukt i forbrukerelektronikk, spesialprodukter, spesialprodukter og andre felt. Et litiumionbatteri er et oppladbart batteri som fungerer ved å flytte litiumioner mellom positive og negative elektroder. Litium-ion-batterier bruker interkalerte litiumforbindelser som elektrodematerialer. For tiden er litiumkoboltoksid (LiCoO2), litiummangansyre (LiMn2O4), litiumnikkelsyre (LiNiO2) og litiumjernfosfat (LiFePO4) ofte brukte negative elektrodematerialer for litiumionbatterier. Samtidig har litium-ion-batterier også følgende ulemper: (1) Overutladning tolereres ikke: i tilfelle overutlading (spenningen under utlading er mindre enn 3.0v), overdreven interkalert litium ioner vil festes i gitteret og kan ikke frigjøres igjen, noe som resulterer i forkortet levetid. , og dype utladninger er mer sannsynlig å skade batteriet. Derfor kan bruk av ekstremt lav strøm skade batteriet, men så lenge batteriet lades med høy spenning flere ganger, er det mulig å reaktivere batteriets maksimale ladekapasitet. (2) Uutholdelig overlading: Under overladingsprosessen blir elektroden strippet av en stor mengde litiumioner, og litiumionene fylles ikke opp i tide, noe som resulterer i en langvarig kollaps av gitteret, noe som irreversibelt reduserer lagringen av elektrisk energi. Derfor må Li-Ion-batterier brukes ofte for å forhindre at de forblir fulladet og konstant koblet til laderkontakten. Det er nødvendig å holde strømmen av elektroner lagret inne på riktig måte og opprettholde den langsiktige helsen til batteriet. (3) Aldring tåler ikke varme, i motsetning til andre oppladbare batterier, vil litium-ion-batterier uunngåelig avta i naturlig langsom syklus med syklusbruk, selv uten bruk, vil lagringskapasiteten reduseres, noe som er relatert til bruk (med mindre det er en ondskapsfull syklus over-inflasjon Sykling resulterer i tap av gitterlag, ettersom aldringsprosessen mer passende kalles tap), og er temperaturavhengig. En mulig mekanisme er gradvis tillegg av intern motstand, slik at elektronikk med høy driftsstrøm er mer utsatt for termisk degradering, og bør også beskyttes mot ytre temperaturer.