Fordele ved Li-ion batteri

Sammenlignet med andre højenergi-sekundære batterier såsom Ni-Cd-batterier, Ni-MH-batterier, bly-syre-batterier osv.,Li-ionbatterier har betydelige fordele i ydeevne, som hovedsageligt afspejles i følgende aspekter.

(1) Høj arbejdsspænding

Brug af kulholdige lithium-interkalationsforbindelser såsom grafit eller petroleumskoks i stedet for metallithium som den negative elektrode vil reducere batterispændingen. Men på grund af deres lave lithium-interkalationspotentiale kan spændingstabet minimeres. På samme tid kan valg af en passende lithium-interkalationsforbindelse som batteriets positive elektrode og valg af et passende elektrolytsystem (bestemmelse af det elektrokemiske vindue for lithium-ion-batteripakken) få lithium-ion-batteripakken til at have en højere arbejdsspænding (- 4V), hvilket er meget højere end i vandbaserede systembatterier.

(2) Stor specifik kapacitet

Selvom udskiftning af metallithium med kulholdige materialer vil reducere den massespecifikke kapacitet af materialet, faktisk for at sikre en vis cykluslevetid for det sekundære metallithiumbatteri, er det negative metallithium normalt mere end tre gange overdrevet. Den faktiske reduktion i massespecifik kapacitet er ikke stor, og der er ringe reduktion i volumenspecifik kapacitet.

(3) Høj energitæthed

Højere driftsspænding og volumetrisk specifik kapacitet bestemmer den højere energitæthed af sekundære lithium-ion-batterier. Sammenlignet med Ni-Cd-batterier og Ni-MH-batterier, som er meget udbredte i øjeblikket, har sekundære lithium-ion-batterier den højeste energitæthed og har stadig et stort udviklingspotentiale.

(4) God sikkerhedsydelse og lang levetid

Grunden til, at batteriet, der bruger metallithium som anode, er usikkert, er, at strukturen af ​​lithium-ion-batteriets positive elektrode ændres, og den porøse dendrit dannes. Det kan gennembore separatoren og forårsage en intern kortslutning, og lithium-ion-batterier har ikke dette problem og er meget sikre. For at forhindre tilstedeværelsen af ​​metallisk lithium i batteriet, bør spændingen kontrolleres under opladning. Af hensyn til forsikringen er lithium-ion-batterier udstyret med flere sikkerhedsanordninger. Lithium-ion-batterier har ingen strukturelle ændringer i indskydningen og deinterkaleringen af ​​lithiumioner på katoden og anoden under opladning og afladningsprocessen (der vil være en vis udvidelse og sammentrækning af gitteret under indskydning og deinterkalering), og pga. interkalationsforbindelsen er stærkere end metallet lithium Det er mere stabilt og danner ikke lithiumdendritter under opladning og afladning, hvilket forbedrer batteriets sikkerhedsydelse betydeligt, og cykluslevetiden er også væsentligt forbedret. Lithium-ion-batterier blev udelukket som farligt gods af US Department of Transportation's Division of Dangerous Goods Transportation og IAIT (International Association of Air and Transportation) i henholdsvis 1989 og 1990.

(5) Lille selvafladningshastighed

Lithium-ion-batteripakken anvender et ikke-vandigt elektrolytsystem, og lithium-interkalationskulstofmaterialet er termodynamisk ustabilt i det ikke-vandige elektrolytsystem. Under den første opladnings- og afladningsproces vil der blive dannet en fast elektrolyt interfase (SEI) film på overfladen af ​​den kulstofnegative elektrode på grund af reduktionen af ​​elektrolytten, hvilket tillader lithiumioner at passere igennem, men ikke elektroner, og tillader elektroden aktiv materialer med forskellige ladningstilstande at passere igennem. I en relativt stabil tilstand har den en lav selvafladningshastighed.

(6) Ren og forureningsfri

Lithium-ion batteripakker indeholder ikke giftige stoffer som bly, formue, kviksølv osv. Samtidig, fordi batteriet skal være godt forseglet, frigives der meget lidt gas under brug, hvilket ikke forårsager forurening af miljøet. Det opløsningsmiddel, der bruges til at opløse bindemidlet i fremstillingsprocessen, kan også genvindes fuldstændigt. Sony og andre store produktionsvirksomheder af lithium-ion-batterier er begyndt at genbruge lithium-ion-batterier og genanvendelse af materialer (såsom metalbor osv.) siden 1997. Derudover, i 1996, Sonys lithium-ion-batterier blev certificeret til at overholde IS014001 internationale miljøstandard [71O

(7) Høj strømeffektivitet

I modsætning til alle tidligere sekundære batterier med vandige systemer, producerer lithium-ion-batterier ikke gas under normale opladnings- og afladningsprocesser, og den nuværende effektivitet er tæt på 100%. Denne egenskab er særligt velegnet til brug som batterier til strømlagring og konvertering.