Механизм и преимущества литий-ионного аккумулятора

Литий-ионный аккумулятор Ячейки потенциально могут стать одним из самых важных изобретений в истории автомобилестроения, потому что они сделали возможным создание электромобилей. Электромобили могут стать будущим в мире, который пытается сократить выбросы парниковых газов. Sony выпустила на рынок литий-ионные аккумуляторы в 1991 году.

Что такое литиевая батарея?

Литий-ионные аккумуляторы относятся к перезаряжаемым устройствам, которые в основном используются в портативных электронных устройствах и электромобилях. Их использование неуклонно растет в аэрокосмической и военной областях.

Можно ли перезаряжать литиевые батареи? Да. Одной из причин их невероятной популярности является их перезарядка и большая емкость. Они могут упаковать большое количество энергии в маленькую конструкцию, что и нужно автомобильной и другим отраслям промышленности.

Одна единица может упаковать 200 ватт-часов энергии в один килограмм тела, что означает плотность энергии 200 ватт-часов/кг. Такая энергоёмкость — огромный скачок по сравнению со старой свинцово-кислотной батареей. В настоящее время проводятся различные исследования для дальнейшего повышения мощности этих батарей.

Технология ионно-литиевых аккумуляторов

Рабочий механизм литиевой батареи основан на высокореактивной природе ионов лития. Эти ионы на самом деле представляют собой атомы лития за вычетом электрона, что дает положительный электронный заряд.

Во время разряда анод (положительно заряженный электрод) создает эти ионы, которые затем достигают катода (отрицательно заряженного электрода), проходя через сепаратор и жидкий электролит.

Ионы воссоединяются с электронами в катоде и остаются в том же состоянии до момента подключения аккумулятора к зарядному устройству, которое будет повторять весь процесс в обратном порядке. Соединение ионов с электронами создает электрическую энергию, которую можно использовать для запуска различных вещей.

Почему литий используется в батареях?

Ответ прост:за их многочисленные преимущества. литий-ионный аккумулятор обладает двумя уникальными преимуществами, отсутствующими в конкурирующих технологиях.

Большая мощность в компактном размере.

Берите любой тип аккумуляторов одинаковой мощности, и литий-ионные получатся самыми легкими. Их основными элементами являются литий и углерод, которые имеют малый вес.

Однако главная причина скромного веса — высокая реакционная способность лития, позволяющая запасать большое количество энергии в его атомных связях. По этой причине плотность энергии этих блоков выше среди всех типов батарей.

Например, стандартный литий-ионный блок весом 1 кг может хранить 150 ватт-часов заряда, в то время как емкость NiMH (никель-металлогидридного) того же веса будет составлять от 60 до 70 ватт-часов. Свинцово-кислотный аккумулятор в данном случае наименее желателен, так как его емкость составит всего 25 ватт-часов на килограмм.

Не теряет заряд.

литий-ионный аккумулятор удерживает свой заряд, что дает ему преимущество перед другими типами клеток. В то время как NiMH аккумулятор теряет 20 % своего заряда в месяц, Li-ion — всего 5 %. Он может проходить многочисленные циклы зарядки и разрядки и не требует полной разрядки перед зарядкой.

Хотя литий-ионные аккумуляторы недолговечны и представляют опасность при высоких температурах, у них нет конкурентов, когда речь идет об электронике и электромобилях.