Введение в типы литий-ионных батарей

Появление литий-ионных батарей было вызвано стремлением к легкому перезаряжаемому элементу. Это было необходимо для поддержки быстрорастущего рынка портативного электронного оборудования еще в 1990-х годах.

Все началось с мобильных телефонов и фотоаппаратов, и со временем технология стала источником энергии практически для всего. Он варьируется от инструментов с беспроводным питанием до крупномасштабных накопителей энергии, а также автомобильных приложений.

Однако повышенная плотность энергии и большой объем циклов разряда, предлагаемые литиевыми элементами, на самом деле являются его наиболее важными факторами. Это делает клетки незаменимыми как в электромобилях, так и в мобильных телефонах.

Тем не менее, существуют различные способы, которыми эти элементы могут быть намного более мощными по сравнению с обычным химическим составом батарей.

Сколько типов литий-ионных батарей существует?

Нет сомнений в том, что сегодня литий-ионные батареи можно найти в самых разных домах. Практически каждый из нас носит их с собой на своих мобильных телефонах.

Благодаря высокой плотности энергии они портативны и служат дольше благодаря возможности перезарядки. Эти батареи позволили производить самолеты, использующие только электрическую тягу, такие как самолет Solar Impulse.

Однако до того, как литиевые батареи заменят недорогие кислотные, предстоит пройти еще очень долгий путь. Однако исследования ведутся по всему миру.

Между тем, существует пять типов литий-ионных аккумуляторов, а именно:

· Литий-кобальтовый аккумулятор

Этот тип литиевой батареи в основном используется в портативной электронике, такой как ноутбуки, фотоаппараты и сотовые телефоны. Хотя они опасны, когда они повреждены, кобальт, однако, дорог и крайне редок.

Аккумулятор имеет низкую скорость разряда, а его максимальная удельная энергия составляет 110-190 Втч / кг.

· Литий-титанатный аккумулятор

Этот аккумулятор может работать при очень низких температурах. Эта температура составляет -40 ° C. У него очень быстрая зарядка и разрядка, и он используется в Mitsubishi i-MiEV.

Он имеет пониженное собственное напряжение на 2,4 В по сравнению с 3,7 В. Кроме того, его удельная энергия невысока и составляет 30-110 Втч / кг.

· Литий-железо-фосфатный аккумулятор

Литий-железо-фосфатная батарея способна значительно снизить риск возгорания и, конечно же, перегрева. Он обеспечивает гораздо меньшую объемную емкость. Литий-железный фосфат используется в медицинском оборудовании, а также в электроинструментах.

Он имеет более длительный срок службы и по своей сути безопасен. Батарея использует низкую плотность энергии - 95-140 Втч / кг.

· Литий-никелевый марганцево-кобальтооксидный аккумулятор

Литий-марганцевый кобальт имеет более длительный срок службы и безопасность. Хотя кобальт дорог и в то же время крайне редок, он также менее чувствителен к нагреванию.

Эта батарея используется в электронных велосипедах, электропоездах и электроинструментах. Он имеет низкую плотность энергии - 95-130 Втч / кг.

· Литий-марганцево-оксидная батарея

При сниженной стоимости литий-марганец по своей природе безопасен и имеет очень долгий срок службы. Он в основном используется в ноутбуках, сотовых телефонах и гибридных автомобилях.

Аккумулятор имеет высокую скорость разряда и низкую плотность энергии (110-120 Втч / кг).

В отличие от широко распространенного мнения о том, что существуют различные типы литий-ионных батарей, пять из них, которые были проанализированы выше, являются промышленно установленными.

Тем не менее, многие химические соединения лития, такие как Li-S, все еще находятся в стадии исследования. Было отмечено, что все батареи обладают собственной плотностью энергии, надежностью, удельной мощностью и безопасностью.

Разнообразный химический состав батарей позволяет ученым создавать батареи в соответствии с требованиями пользователя. Энергия и плотность мощности связаны обратно пропорционально, и они происходят за счет друг друга.

Это означает, что увеличение плотности мощности приведет к падению плотности энергии и наоборот.

Кроме того, некоторые химические элементы литиевых батарей нельзя отнести к литий-ионным. Они включают:

· Литий-силикон

· Литий-воздушный, и;

· Литий-сера

Хотя они все еще появляются, у них все еще есть огромные перспективы.

Сравните самые важные литиевые батареи ионного типа

Некоторые из вещей, которые следует отметить об этих типах литиевых батарей, включают тот факт, что оксид лития-кобальта имеет повышенную удельную энергию по сравнению с другими батареями.

Это делает его предпочтительным как для мобильных телефонов, так и для ноутбуков. Но, по сравнению с другими типами литий-ионных аккумуляторов, его удельная мощность невелика, и он имеет небольшой срок службы.

Для оксида лития-марганца его удельная мощность просто умеренная, и он также имеет умеренный уровень безопасности. Хотя это не дорого, у него низкая производительность и небольшой срок службы.

Что касается фосфата лития-железа, у него есть только один огромный недостаток по сравнению с другими типами батарей. Этот минус заключается в том, что он имеет низкую удельную энергию. Помимо этого, все остальные его характеристики находятся в диапазоне от умеренных до высоких.

Далее идет никель-литий, у которого есть только одно сильное преимущество, и он сосредоточен вокруг своей высокой удельной энергии. По сравнению со всеми остальными, ему нечего предложить. По остальным характеристикам все умеренные.

Наконец, титанит лития обеспечивает высокую безопасность, длительный срок службы и высокие характеристики. Это все жизненно важные функции, которые должны быть у каждой батареи. Однако его удельная энергия довольно низкая по сравнению с другими литий-ионными батареями.

Как выбрать тип литий-ионной батареи для вашего устройства

При выборе типа литиевой батареи для вашего устройства вам необходимо будет следовать этим советам, в том числе:

· Зная размер необходимых вам батарей

Все очень просто. Все, что вам нужно сделать или знать, это то, что если ваш телефон работает от батареек AAA, то вам нужна группа Triple-A. Кроме того, вы можете проверить устройство на наличие каких-либо указаний на то, какой размер батареи будет принимать устройство.

· Выбирайте между перезаряжаемыми батареями или одноразовыми

Одноразовые батареи намного дешевле, чем первоначальные, и обеспечивают идеальный срок службы корпуса, но для аккумуляторных батарей их можно использовать и повторно использовать снова. Это делает их намного более экономичными.

· Купите аккумулятор идеального типа

Зная, как работают батареи и чем щелочные батареи отличаются от литиевых, а никель-металлгидридные - от литиевых, вы сможете выбрать наиболее идеальную батарею.

Подвести итог

Благодаря высокой плотности энергии элементов, они могут разряжаться с очень высокой мощностью, а также могут быстро перезаряжаться.

Таким образом, когда дело доходит до ситуаций, когда мощность или время зарядки, вероятно, могут быть ограничены, например, в автомобилях с остановкой и запуском или в солнечных фотоэлектрических системах, непрерывная работа литиевых элементов при частичном заряде не опасна. Это даст им большую эксплуатационную гибкость, чем могут предложить свинцово-кислотные батареи.