Litijum-jonska baterija je vrsta baterije napravljene od nevodenog rastvora elektrolita sa litijumskim metalom ili litijumskom legurom kao materijalom negativne elektrode. Godine 1912. Gilbert n. Lewis je prvi predložio i proučavao litijum metalne baterije. 1970-ih, MS Whittingham je predložio i počeo proučavati litijum-jonske baterije. Zbog veoma aktivnih hemijskih svojstava metalnog litijuma, prerada, skladištenje i upotreba metalnog litijuma imaju veoma visoke ekološke zahteve. Stoga se litijum-jonske baterije dugo ne koriste. Sa razvojem nauke i tehnologije, litijum-jonske baterije su postale mainstream.
Litijum-jonske baterije se mogu podeliti u dve kategorije: litijum-metalne baterije i litijum-jonske baterije. Litijum-jonske baterije ne sadrže metalni litijum i mogu se puniti. Peta generacija punjiva litijum metalna baterija rođena je 1996. godine, a njena sigurnost, specifični kapacitet, brzina samopražnjenja i omjer performansi su bolji od litijum-jonskih baterija. Zbog vlastitih visokih tehničkih zahtjeva, samo nekoliko kompanija u nekoliko zemalja trenutno proizvodi takve litijum-metalne baterije.
Litijum-jonske baterije imaju sledeće prednosti:
Visoka gustina energije: Prema različitim materijalima elektrode, njena masa može doseći 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg). Volumen može doseći 250~530Wh/L (0,9~1,9kJ/cm3). [2]
Visok napon otvorenog kola: sa promjenom materijala elektrode, do 3,3~4,2v.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Bez memorijskog efekta: Litij-željezo-fosfatna baterija nema memorijski efekat, baterija se može puniti i prazniti u bilo koje vrijeme bez praznog punjenja i jednostavna je za korištenje i održavanje.
Nisko samopražnjenje:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Široki raspon radne temperature: -20 stepen ~60 stepeni radi normalno.
Brzo punjenje i pražnjenje
Stoga se litijum-jonske baterije široko koriste u potrošačkoj elektronici, specijalnim proizvodima, specijalnim proizvodima i drugim poljima. Litijum-jonska baterija je punjiva baterija koja radi pomeranjem litijum jona između pozitivnih i negativnih elektroda. Litijum-jonske baterije koriste interkalirana litijumska jedinjenja kao materijale za elektrode. Trenutno, litijum-kobalt oksid (LiCoO2), litijum-mangan kiselina (LiMn2O4), litijum-nikl-kiselina (LiNiO2) i litijum-gvožđe fosfat (LiFePO4) su obično korišćeni negativni elektrodni materijali za litijum-jonske baterije. Istovremeno, litijum-jonske baterije imaju i sljedeće nedostatke: (1) Prekomjerno pražnjenje se ne toleriše: u slučaju prekomjernog pražnjenja (napon tokom pražnjenja je manji od 3.0v), prekomjerno interkalirani litijum joni će biti fiksirani u rešetki i ne mogu se ponovo osloboditi, što će rezultirati skraćenim životnim vijekom. , i veća je vjerovatnoća da će duboka pražnjenja oštetiti bateriju. Stoga korištenje ekstremno niske snage može oštetiti bateriju, ali sve dok se baterija više puta puni na visokom naponu, moguće je ponovo aktivirati maksimalni kapacitet punjenja baterije. (2) Nepodnošljivo prekomjerno punjenje: Tokom procesa prekomjernog punjenja, elektroda je ogoljena velikom količinom litijum jona, a litijum joni se ne dopunjuju na vreme, što dovodi do dugotrajnog kolapsa rešetke, što nepovratno smanjuje skladištenje električna energija. Stoga se Li-Ion baterije moraju često koristiti kako bi se spriječilo da ostanu potpuno napunjene i da su stalno priključene na konektor punjača. Neophodno je održavati protok elektrona pohranjenih unutar pravilno i održavati dugotrajno zdravlje baterije. (3) Starenje ne može podnijeti toplinu, za razliku od drugih punjivih baterija, litijum-jonske baterije će neminovno opadati u prirodnom sporom ciklusu s ciklusnom upotrebom, čak i bez upotrebe, kapacitet skladištenja će se smanjiti, što je povezano s korištenjem (osim ako nije opasan prekomjerno napuhavanje Ciklus dovodi do gubitka slojeva rešetke, jer se proces starenja prikladnije naziva gubitkom) i ovisi o temperaturi. Mogući mehanizam je postepeno dodavanje unutrašnjeg otpora, tako da je elektronika velike radne struje sklonija termičkoj degradaciji, a treba je i zaštititi od vanjskih temperatura.