در حال حاضر ، باتری های لیتیوم یونی جایگزین باتری های سنتی در تلفن های همراه ، رایانه های قابل حمل ، دوربین فیلمبرداری و دوربین ها شده اند. باتری های لیتیوم یون با ظرفیت بزرگ در وسایل نقلیه الکتریکی آزمایش شده اند و به یکی از اصلی ترین منابع تغذیه وسایل نقلیه الکتریکی در قرن 21 تبدیل خواهند شد. از آنها در ماهواره های مصنوعی ، هوا فضا و ذخیره انرژی استفاده شده است.
اصل کار باتری یون لیتیوم
اصل کار باتری یون لیتیوم این است که وقتی باتری شارژ می شود ، لیتیوم موجود در ماده الکترود مثبت آزاد می شود ، از دیافراگم عبور می کند و وارد گرافیت الکترود منفی می شود. با تخلیه باتری ، یون های لیتیوم از گرافیت الکترود منفی آزاد می شوند و از طریق دیافراگم به ماده الکترود مثبت برمی گردند. . با پیشرفت بار و تخلیه ، یون های لیتیوم به طور مداوم از الکترود مثبت و الکترود منفی وارد شده و استخراج می شوند.
ویژگی های باتری لیتیوم یونی
ولتاژ بالا
ولتاژ باتری های لیتیوم یونی سه برابر باتری های نیکل-کادمیوم و باتری های نیکل-هیدروژن و تقریباً دو برابر باتری های اسید سرب است. این نیز دلیل مهمی است که انرژی باتری های لیتیوم یونی را بالاتر می برد. بنابراین ، هنگام تشکیل یک بسته باتری برقی با همان ولتاژ ، تعداد باتری های لیتیوم یون مورد استفاده در سری بسیار کمتر از باتری های اسید سرب و باتری های نیکل-هیدروژن خواهد بود.
سبک وزن
انرژی خاص به اندازه 150 وات ساعت / کیلوگرم است که 2 برابر باتری های Ni-MH و 4 برابر باتری های اسید سرب است ، بنابراین وزن یک سوم تا یک چهارم باتری های اسید سرب با همان وزن است. انرژی. از این منظر ، مصرف باتری لیتیوم منابع کمتری وجود دارد و از آنجا که ذخایر عناصر مورد استفاده در باتری های منگنات لیتیوم نسبتاً زیاد است ، ممکن است قیمت باتری های اسید سرب و نیکل - فلز هیدرید بیشتر شود و هزینه باتری های لیتیوم بیشتر کاهش می یابد
زندگی طولانی
تعداد چرخه ها می تواند به 1000 ~ 3000 بار برسد. بر اساس ماندگاری ظرفیت 70٪ ، تعداد 100٪ چرخه شارژ و تخلیه بسته باتری می تواند بیش از 200 برابر شود ، عمر مفید می تواند به 5-8 سال برسد و طول عمر حدود دو تا سه برابر است باتری های اسید سرب. با نوآوری در فن آوری و بهبود تجهیزات ، عمر باتری بیشتر شده و عملکرد هزینه بالاتر و بیشتر می شود.
میزان تخلیه کم از خود: کمتر از 5٪ در ماه.
دامنه وسیع
عملکرد دمای پایین خوب است. باتری های لیتیوم یونی می توانند بین -40 درجه سانتیگراد تا -55 درجه سانتیگراد کار کنند ، در حالی که باتری های آبی (مانند باتری های اسید سرب و باتری های نیکل-هیدروژن) در دمای پایین به دلیل وخامت سیالیت الکترولیت ، عملکرد را تا حد زیادی کاهش می دهد.
بدون حافظه
قبل از هر بار شارژ نیازی به تخلیه مانند باتری های نیکل-کادمیوم و باتری های نیکل-فلز هیدرید نیست و می توان آن را در هر زمان و هر مکان شارژ کرد. عمق شارژ و دشارژ باتری تأثیر کمی در عمر باتری دارد. می توان آن را کاملاً شارژ و تخلیه کرد. تست چرخه ما کاملاً شارژ شده و کاملاً تخلیه شده است.
به خصوص برای باتری های برق مناسب است
علاوه بر ولتاژ بالا باتری های لیتیوم یون ، از آنجا که صفحه محافظ بسته باتری لیتیوم یون می تواند تک تک باتری ها را با دقت بالا ، مصرف کم انرژی و مدیریت هوشمند کنترل کند ، دارای اضافه بار مناسب ، تخلیه بیش از حد ، دما ، جریان اضافی است ، محافظت از اتصال کوتاه ، عملکرد بازیابی قفل در خود و عملکرد شارژ یکسان سازی قابل اعتماد تا حد زیادی عمر باتری را افزایش می دهد. با این حال ، انواع دیگر باتری ها (مانند باتری های سرب اسید) به دلیل قوام باتری و مشکلات شارژر در هنگام استفاده ، مستعد شارژ و شارژ بیش از حد باتری هستند (به دلایل مختلف از جمله هزینه ، بسته باتری سرب اسید نمی تواند هر سلول منفرد کنترل و محافظت می شود).
بدون آلودگی
در باتری های لیتیوم یون هیچ ماده سمی وجود ندارد ، بنابراین آنها را" ؛ باتری های سبز" می نامند. و توسط دولت پشتیبانی می شوند. از آنجا که باتری های اسید سرب و باتری های کادمیوم نیکل حاوی مواد مضر مانند سرب و کادمیوم هستند ، دولت ناگزیر نظارت و حاکمیت را تقویت می کند (حذف تخفیف های مالیات صادرات برای باتری های اسید سرب ، افزایش مالیات منابع سرب و محدودیت های صادرات دوچرخه های الکتریکی اسید سرب). هزینه نیز افزایش خواهد یافت. اگرچه باتری های لیتیوم آلاینده نیستند ، اما از منظر صرفه جویی در مصرف منابع در نظر گرفته می شوند. بازیافت باتری های لیتیوم یونی ، ایمنی در بازیافت و هزینه بازیافت نیز باید در نظر گرفته شود.
خطرات امنیتی
با توجه به انرژی بالا و پایداری ضعیف مواد باتری های لیتیوم یونی ، باتری های لیتیوم مستعد مشکلات ایمنی هستند. در سال 2013 ، مشهورترین تولید کنندگان تلفن های همراه و باتری های لپ تاپ در جهان (ماده الکترود مثبت اکسید کبالت لیتیوم و مواد سه تایی است) ، ژاپن&# 39 ؛ سانیو ، سونی و سایر شرکت ها لازم است نرخ انفجار باتری زیر 40 ppb (قطعات در هر میلیارد) کنترل می شود. برای شرکت های داخلی خوب است که به سطح ppm (قطعات در میلیون) برسند و ظرفیت باتری شارژ بالاتر از باتری تلفن همراه است. بیش از صد بار ، بنابراین الزامات ایمنی باتری های لیتیوم بسیار زیاد است. اگرچه باتری های لیتیوم اکسید کبالت و باتری های سه تایی از مزایای وزن کم و اندازه کمتری برخوردار هستند ، اما برای استفاده باتری های برقی برای استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی مناسب نیستند. باتری یون لیتیوم منیزیم کریستال لیتیوم منگنات و آهن فسفات لیتیوم امیدوار کننده ترین باتری لیتیوم یون است.
قیمت بالا
قیمت باتری لیتیوم یون با ولتاژ و ظرفیت مشابه 3-4 برابر سرب اسید است. با گسترش بازار باتری های لیتیوم یون ، کاهش هزینه ها ، بهبود عملکرد و افزایش قیمت باتری های اسید سرب ، مقرون به صرفه است که باتری های لیتیوم یون قدرت بیش از باتری های اسید سرب.