Li-ion on vähän huoltoa vaativa akku, jota useimmat muut kemiat eivät voi vaatia.Akussa ei ole muistia eikä sitä tarvitse harjoitella (tahallinen täysi purkaus) pitääkseen sen hyvässä kunnossa.Itsepurkaus on alle puolet nikkelipohjaisista järjestelmistä, mikä auttaa polttoainemittarisovelluksissa.Nimellinen kennojännite 3,60 V voi antaa virtaa suoraan matkapuhelimille, tableteille ja digitaalikameroille, mikä tarjoaa yksinkertaistuksia ja kustannussäästöjä monikennoisiin malleihin verrattuna.Haittoja ovat suojapiirien tarve väärinkäytön estämiseksi sekä korkea hinta.
Litiumioniakkujen tyypit
Kuva 1 havainnollistaa prosessia.
Li-ion on vähän huoltoa vaativa akku, jota useimmat muut kemiat eivät voi vaatia.Akussa ei ole muistia eikä sitä tarvitse harjoitella (tahallinen täysi purkaus) pitääkseen sen hyvässä kunnossa.Itsepurkaus on alle puolet nikkelipohjaisista järjestelmistä, mikä auttaa polttoainemittarisovelluksissa.Nimellinen kennojännite 3,60 V voi antaa virtaa suoraan matkapuhelimille, tableteille ja digitaalikameroille, mikä tarjoaa yksinkertaistuksia ja kustannussäästöjä monikennoisiin malleihin verrattuna.Haittoja ovat suojapiirien tarve väärinkäytön estämiseksi sekä korkea hinta.
Sonyn alkuperäinen litiumioniakku käytti anodina koksia (hiilituote).Vuodesta 1997 lähtien useimmat litiumionien valmistajat, mukaan lukien Sony, ovat siirtyneet grafiittiin saavuttaakseen tasaisemman purkauskäyrän.Grafiitti on hiilen muoto, jolla on pitkäkestoinen kiertovakaus ja jota käytetään lyijykynissä.Se on yleisin hiilimateriaali, jota seuraavat kovat ja pehmeät hiilet.Nanoputkihiilet eivät ole vielä löytäneet kaupallista käyttöä Li-ionissa, koska niillä on taipumus sotkeutua ja vaikuttaa suorituskykyyn.Tulevaisuuden materiaali, joka lupaa parantaa Li-ionin suorituskykyä, on grafeeni.
Kuva 2 havainnollistaa nykyaikaisen Li-ionin grafiittianodilla ja varhaisen koksiversion jännitteenpurkauskäyrää.
Useita lisäaineita on kokeiltu, mukaan lukien piipohjaiset seokset, parantamaan grafiittianodin suorituskykyä.Tarvitaan kuusi hiili(grafiitti)atomia sitoutuakseen yhteen litiumioniin;yksi piiatomi voi sitoutua neljään litiumioniin.Tämä tarkoittaa, että piianodi voisi teoriassa varastoida yli 10 kertaa grafiitin energiaa, mutta anodin laajeneminen latauksen aikana on ongelma.Puhtaat silikonianodit eivät siksi ole käytännöllisiä, ja piipohjaisen anodiin lisätään tyypillisesti vain 3–5 prosenttia piitä hyvän käyttöiän saavuttamiseksi.
Nanorakenteisen litium-titanaatin käyttö anodilisäaineena osoittaa lupaavan käyttöiän, hyvän kuormituskyvyn, erinomaisen suorituskyvyn matalissa lämpötiloissa ja erinomaisen turvallisuuden, mutta ominaisenergia on alhainen ja kustannukset korkeat.
Katodi- ja anodimateriaalin kanssa kokeilemalla valmistajat voivat vahvistaa luontaisia ominaisuuksia, mutta yksi parannus voi vaarantaa toisen.Niin kutsuttu "Energy Cell" optimoi ominaisenergian (kapasiteetin) saavuttaakseen pitkiä käyttöaikoja, mutta pienemmällä ominaisteholla;"Power Cell" tarjoaa poikkeuksellisen ominaistehon, mutta pienemmällä kapasiteetilla."Hybrid Cell" on kompromissi ja tarjoaa vähän molempia.
Valmistajat voivat saavuttaa korkean ominaisenergian ja alhaiset kustannukset suhteellisen helposti lisäämällä nikkeliä kalliimman koboltin sijasta, mutta tämä tekee kennosta vähemmän stabiilia.Vaikka aloittava yritys voi keskittyä korkeaan ominaisenergiaan ja alhaiseen hintaan saadakseen nopean hyväksynnän markkinoilla, turvallisuudesta ja kestävyydestä ei voida tinkiä.Hyvämaineiset valmistajat kiinnittävät suurta huomiota turvallisuuteen ja pitkäikäisyyteen.
Useimmilla litiumioniakuilla on samanlainen rakenne, joka koostuu positiivisesta metallioksidielektrodista (katodista), joka on päällystetty alumiinivirtakeräimellä, negatiivisesta elektrodista (anodista), joka on valmistettu hiilestä/grafiitista, joka on päällystetty kuparivirran kerääjällä, erottimesta ja elektrolyytistä. valmistettu litiumsuolasta orgaanisessa liuottimessa.Lisätietoja, pls mennä teda battery.com.
Taulukossa 3 on yhteenveto Li-ionin eduista ja rajoituksista.
Postitusaika: 26.6.2022