Каковы преимущества литий-ионных аккумуляторов?

Почему литий-ионные аккумуляторы лучше?

Существуют разные формы литий-ионных элементов в зависимости от материалов, используемых во внутреннем и внешнем составе элементов. Именно такие материалы определяют производительность и емкость ячейки. Однако, несмотря на различия, все литий-ионные батареи имеют общие характеристики, которые делают эти элементы более надежными, чем другие типы аккумуляторных батарей. От более высокой плотности энергии до более быстрой зарядки и увеличенного срока службы литий-ионные элементы считаются лучшими, а значит, более надежными в коммерческих приложениях.

Каковы преимущества и ограничения литий-ионных аккумуляторов?

Все типы литий-ионных батарей предоставляют пользователям несколько характеристик, которые предлагают различные преимущества и ограничения по сравнению с другими типами аккумуляторных батарей. Эти преимущества и ограничения включают:

Преимущества литий-ионных аккумуляторов

Увеличенный срок службы

Срок службы аккумулятора зависит от количества циклов заряда-разряда, которое он способен выдержать в течение всего срока службы. Низкокачественные литий-ионные батареи могут выдерживать сотни циклов зарядки, в то время как обычные варианты могут выдерживать более 1000 циклов, прежде чем они потеряют около 30% своей первоначальной максимальной емкости. Усовершенствованные версии литий-ионных аккумуляторов способны выдерживать до 5000 циклов заряда-разряда, что продлевает срок их службы по сравнению с аккумуляторами других типов.

Можно сказать, что батарея прошла полный цикл только в том случае, если более половины батареи было разряжено до того, как она будет заряжена до полной емкости.

Более быстрая зарядка

По сравнению с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными элементами или перезаряжаемыми щелочными элементами литий-ионные аккумуляторы быстрее заряжаются; Все это зависит от технических характеристик устройств, в которых используется аккумулятор, и емкости литий-ионного элемента (мАч), и эффект составляет от одного до двух часов для полной зарядки.

Повышенная энергоэффективность

Энергоэффективность может быть основным преимуществом использования литий-ионных батарей по сравнению с другими типами перезаряжаемых элементов. Поскольку батареи имеют более высокую плотность энергии, чем другие, по сравнению с их физическими размерами, и низкую скорость саморазряда, энергоэффективность повышается.

Меньше

Литий-ионные элементы обладают большей емкостью заряда по сравнению с физическим размером, и поэтому они способны хранить большое количество энергии в небольшом пространстве. Это делает их более портативными и менее громоздкими по сравнению с батареями других типов. Портативность делает их удобными для использования в обычных потребительских устройствах, таких как смартфоны и ноутбуки.

Ограничения литий-ионных батарей

Высокие производственные затраты

Производство литий-ионных элементов имеет тенденцию быть дорогостоящим, поскольку стоимость производства батареи может быть примерно на 40% больше, чем стоимость производства никель-металлгидридных элементов. Такие факторы, как дорогая схема бортового компьютера, которая регулирует напряжение в безопасных пределах, составляют эту высокую цену.

Угрозы безопасности

Сообщалось, что в последние годы литий-ионные батареи представляют опасность для безопасности, поскольку они склонны к перегреву. Этот перегрев может вызвать тепловые выбросы, что приведет к воспламенению пламени, что в дальнейшем может привести к взрыву.

Дефект старения

Батареи начинают разлагаться после того, как они покидают завод, независимо от того, используются они или нет, и это называется эффектом старения.

Есть ли батарея лучше, чем литий-ионная?

Было много слухов о прорыве, который заменил литий-ионные батареи в нынешнюю эпоху аккумуляторных технологий. Тем не менее, литий-ионные батареи используются в течение очень долгого времени, поддерживая создание и развитие технологий от одного этапа к другому. Сказать, что существует технология аккумуляторов лучше, чем нынешняя, кажется обманом, потому что существует множество инструментов и усилий, направленных на решение текущих проблем, с которыми сталкивается литий-ионная технология.

Это факт, что были известны прорывы, способные заменить литий-ионные элементы, но поскольку они до сих пор не были включены в коммерческое использование, как этот, мы не можем сказать, что на данный момент есть что-то лучше. Литий-ионные батареи еще какое-то время будут оставаться надежными, и, похоже, они не спешат уходить.

Твердотельные литиевые батареи

Батарея этого типа способна работать на уровне суперконденсаторов, позволяя пользователю полностью зарядить или разрядить батарею чуть менее чем за 10 минут. Они предлагают максимальную стабильность, но за счет передачи электролита. Это свойство делает твердотельные литий-ионные батареи подходящими для электромобилей, поскольку они более безопасны и стабильны по сравнению с нынешними батареями. Аккумуляторная технология выдерживает температуры от -30 до 100 градусов по Цельсию. Хотя твердотельные батареи не были достаточно усовершенствованы для коммерческого использования из-за проблем с электролитом, они кажутся отличной возможностью для улучшения литий-ионных элементов.

Пенные батареи

Компания по производству аккумуляторов Prieto превзошла сама себя, изобрав аккумулятор, в котором используется вспененная медь. Ожидается, что батареи будут обеспечивать максимальные условия безопасности из-за используемого горючего электролита. Они также обеспечат более длительный срок службы по сравнению с литий-ионной технологией, а также более быструю зарядку, которая может быть быстрее и с гораздо более значительной плотностью энергии. Ожидается, что пенопластовые батареи будут дешевле в производстве и будут меньше по весу по сравнению с современными технологиями производства батарей. Батарею, однако, еще предстоит усовершенствовать, но будущее ее ждет.

Песочные батареи

В песочных батареях используется кремний для достижения более высокой производительности, чем в стандартных литий-ионных батареях. Однако это версия литий-ионной технологии с той лишь разницей, что для анодных электродов используется кремний вместо графита. Песок можно очищать, приводить в действие, а затем измельчать магнием и солью, а затем нагревать для удаления кислорода. В результате остается чистый кремний, который является пористым и трехмерным, что помогает повысить производительность батареи.

Литий-серные батареи

Это технология перезаряжаемых аккумуляторов, которую обожают за высокую удельную энергию. Считается, что батарея имеет низкий атомный вес лития, а также средний атомный вес серы. Утверждается, что эти батареи способны обеспечивать питание смартфона до 5 дней и, следовательно, лучше, чем литий-ионные элементы. Кроме того, утверждается, что батарея оказывает меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с литий-ионными батареями, а также снижает стоимость производства. Его основное применение может быть в смартфонах для более длительного заряда и в электромобилях, так как он может привести автомобиль в движение на расстояние до 1000 километров.

Заключение

Литий-ионные элементы существуют уже несколько десятилетий, и эта технология аккумуляторов способствовала росту и революции во многих отраслях промышленности. Таким образом, это надежный источник энергии, и, поскольку он также имеет ограничения, много усилий было вложено в совершенствование аккумуляторов для лучшего будущего.