Кратко опишите характеристики и преимущества литиевых батарей.

Литиевые батареи привлекли большой интерес и внимание из-за их высокой удельной энергии, длительного срока службы и широкого диапазона рабочих температур. Что особенно привлекательно, так это то, что средняя цена каждой циклической батареи невысока и имеет тенденцию к снижению. Преимущества и характеристики литиевой батареи более подробно описаны ниже.

По сравнению с другими высокоэнергетическими вторичными батареями (такими как никель-кадмиевые батареи, никель-металлогидридные батареи и т. Д.) Литий-ионные батареи имеют значительные преимущества в производительности, главным образом в следующих аспектах.

(1) Высокое рабочее напряжение

Замена металлического лития в качестве отрицательного электрода на соединение лития с интеркалированным углеродом, такое как графит или нефтяной кокс, вызывает снижение напряжения батареи. Однако из-за их низкого потенциала введения лития потери напряжения могут быть минимизированы. В то же время выберите соответствующее соединение с интеркаляцией лития в качестве положительного электрода батареи и выберите соответствующую систему электролита (которая определяет электрохимическое окно литиевой батареи), которая может повысить рабочее напряжение литиевой батареи ( -4В), что намного выше, чем у батареи на водном растворе.

(2) Большая удельная емкость

Хотя замена металлического лития углеродным материалом снизит удельную емкость по качеству материала, на самом деле в металлической литиевой вторичной батарее, чтобы обеспечить определенный срок службы батареи, отрицательный металлический литий обычно более чем в три раза превышает Таким образом, качество литиевой батареи Фактическое снижение удельной емкости невелико, а объемная удельная емкость почти не уменьшается.

(3) Высокая плотность энергии

Более высокое рабочее напряжение и объемная удельная емкость определяют более высокую удельную энергию вторичной литиевой батареи. По сравнению с Ni-Cd батареями и Ni-MH батареями, которые широко используются в настоящее время, вторичные литиевые батареи имеют самую высокую плотность энергии и все еще имеют большой потенциал развития.

(4) Хорошие показатели безопасности и длительный срок службы

Причина, по которой батарея с металлическим литием в качестве анода небезопасна, заключается в том, что структура положительного электрода литий-ионной батареи изменяется в результате многократного заряда и разряда с образованием пористых дендритов, а при повышении температуры он подвергается сильной экзотермической реакции с электролит и дендриты могут пробить диафрагму и вызвать внутреннее короткое замыкание. Литиевая батарея не имеет этой проблемы и очень безопасна. Чтобы избежать присутствия металлического лития в батарее, во время зарядки следует контролировать напряжение. В целях безопасности литиевая батарея оснащена несколькими предохранительными устройствами. Установка и деинтеркаляция литий-ионной батареи во время зарядки и разрядки без каких-либо структурных изменений на катоде и аноде (кристаллическая решетка будет иметь некоторое расширение и сжатие во время вставки и деинтеркаляции), и поскольку соединения интеркаляции лития более стабильны, чем металлический литий, дендриты лития не образуются во время зарядки и разрядки, что значительно улучшает характеристики безопасности батареи, а также значительно увеличивается срок службы. Литиевые батареи были исключены из категории опасных грузов Отделом перевозки опасных грузов Министерства транспорта США и IAIT (Международная ассоциация воздушного и транспортного сообщения) в 1989 и 1990 годах, соответственно.

(5) Малая скорость саморазряда

В литиевой батарее используется система неводного электролита, а углеродный материал, инкрустированный литием, термодинамически нестабилен в системе неводного электролита. Во время первого процесса заряда и разряда пленка мезофазы твердого электролита (SEI) образуется на поверхности углеродного отрицательного электрода из-за восстановления электролита, позволяя ионам лития проходить, но не позволяя электронам проходить, а электродный электрод активные материалы в разных заряженных состояниях. Он находится в относительно стабильном состоянии и поэтому имеет низкую скорость саморазряда.

(6) Чистота и отсутствие загрязнения

Литиевые батареи не содержат токсичных веществ, таких как свинец, свинец, ртуть и т. Д., А поскольку батареи должны быть хорошо герметизированы, во время использования выделяется очень мало газа, что не загрязняет окружающую среду. Растворитель, используемый для растворения связующего в процессе производства, также можно полностью восстановить. Sony и другие крупные производители литиевых батарей начали переработку литиевых батарей и переработку материалов (например, металлических сверл) с 1997 года. Кроме того, литиевая батарея Sony была сертифицирована в 1996 году на соответствие международным экологическим стандартам IS014001 [71O]

(7) Высокая эффективность по току

В отличие от любой вторичной батареи системы на водной основе в прошлом, литиевая батарея не выделяет газ во время нормальной зарядки и разрядки, а эффективность по току близка к 100%. Это свойство особенно подходит для использования в качестве аккумуляторной батареи для накопления и преобразования энергии.

Страница содержит содержимое машинного перевода.