Ли-ионды батареяның артықшылықтары

Ni-Cd батареялары, Ni-MH батареялары, қорғасын-қышқылды аккумуляторлар және т.б. сияқты басқа жоғары энергиялы екінші батареялармен салыстырғанда,Ли-ионбатареялар өнімділікте айтарлықтай артықшылықтарға ие, олар негізінен келесі аспектілерде көрінеді.

(1) Жоғары жұмыс кернеуі

Теріс электрод ретінде металл литийінің орнына графит немесе мұнай коксы сияқты көміртекті литийдің интеркалациялық қосылыстарын пайдалану батарея кернеуін азайтады. Дегенмен, олардың төмен литий интеркалация потенциалына байланысты кернеудің жоғалуын барынша азайтуға болады. Сонымен қатар, аккумулятордың оң электроды ретінде сәйкес литий интеркалация қосылысын таңдау және сәйкес электролит жүйесін таңдау (литий-ионды аккумуляторлар жинағының электрохимиялық терезесін анықтау) литий-ионды батареялар жинағын жоғары жұмыс кернеуіне ие болуы мүмкін (- 4V), бұл су жүйесінің батареяларына қарағанда әлдеқайда жоғары.

(2) Үлкен меншікті сыйымдылық

Металл литийін көміртекті материалдармен ауыстыру материалдың массалық меншікті сыйымдылығын төмендетсе де, шын мәнінде, металл литий екінші батареясының белгілі бір циклінің қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін теріс металл литий әдетте үш есе артық шамадан тыс болады. Массалық меншікті сыйымдылықтың нақты азаюы үлкен емес, ал көлемдік меншікті сыйымдылықтың азаюы.

(3) Жоғары энергия тығыздығы

Жоғары жұмыс кернеуі және көлемдік меншікті сыйымдылық екінші реттік литий-иондық батареялардың жоғары энергия тығыздығын анықтайды. Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын Ni-Cd батареяларымен және Ni-MH батареяларымен салыстырғанда, екінші реттік литий-ионды батареялар ең жоғары энергия тығыздығына ие және әлі де үлкен даму әлеуетіне ие.

(4) Қауіпсіздіктің жақсы өнімділігі және ұзақ цикл мерзімі

Анод ретінде металл литийді пайдаланатын батареяның қауіпті болуының себебі литий-ионды аккумулятордың оң электродының құрылымы өзгереді және кеуекті дендрит пайда болады. Ол сепараторды тесіп, ішкі қысқа тұйықталуды тудыруы мүмкін, ал литий-иондық батареяларда мұндай мәселе болмайды және өте қауіпсіз. Аккумуляторда металл литийдің болуын болдырмау үшін зарядтау кезінде кернеуді бақылау керек. Сақтандыру мақсатында литий-иондық аккумуляторлар көптеген қауіпсіздік құрылғыларымен жабдықталған. Литий-ионды аккумуляторларда зарядтау және разрядтау процесінде катод пен анодта литий иондарының интеркалациясында және деинтеркалациясында құрылымдық өзгерістер болмайды (интеркалация және деинтеркалация процесінде тордың біршама кеңеюі мен жиырылуы болады), өйткені интеркалация қосылысы металл литийге қарағанда күштірек Ол тұрақты және зарядтау және разрядтау процесінде литий дендриттерін түзбейді, осылайша аккумулятордың қауіпсіздік көрсеткіштерін айтарлықтай жақсартады және циклдің қызмет ету мерзімі де айтарлықтай жақсарады. Литий-ионды батареяларды 1989 және 1990 жылдары тиісінше АҚШ Көлік департаментінің қауіпті жүктерді тасымалдау бөлімі және IAIT (Халықаралық әуе және көлік қауымдастығы) қауіпті жүк ретінде алып тастады.

(5) Шағын өздігінен разряд жылдамдығы

Литий-ионды батареялар жинағы сусыз электролит жүйесін қабылдайды, ал литий-интеркаляциялық көміртегі материалы сусыз электролит жүйесінде термодинамикалық тұрақсыз. Бірінші зарядтау және разряд процесі кезінде көміртегі теріс электродтың бетінде электролиттің тотықсыздануына байланысты қатты электролит интерфазасы (SEI) пленкасы пайда болады, бұл литий иондарының электронды емес, өтуіне мүмкіндік береді және электродтың белсенді болуына мүмкіндік береді. әртүрлі заряд күйлерінің материалдары арқылы өтеді. Салыстырмалы түрде тұрақты күйде оның өздігінен разряд жылдамдығы төмен.

(6) Таза және ластанбаған

Литий-ионды аккумуляторлар жинақтарында қорғасын, байлық, сынап және т.б. сияқты улы заттар жоқ. Сонымен қатар, батарея жақсы жабылған болуы керек, пайдалану кезінде өте аз газ бөлініп, қоршаған ортаны ластамайды. Өндіріс процесінде байланыстырғышты еріту үшін қолданылатын еріткіш те толығымен қалпына келтірілуі мүмкін. Sony және литий-иондық аккумуляторларды шығаратын басқа да ірі компаниялар 1997 жылдан бастап литий-ионды аккумуляторларды қайта өңдеуді және материалдарды (мысалы, металл бұрғылар және т.б.) қайта өңдеуді бастады. Сонымен қатар, 1996 жылы Sony компаниясының литий-иондық батареялары IS014001 халықаралық экологиялық стандартына [71O] сәйкес келетіні сертификатталды

(7) Жоғары ток тиімділігі

Су жүйесі бар бұрынғы екінші реттік батареялардан айырмашылығы, литий-иондық батареялар қалыпты зарядтау және разрядтау процестері кезінде газ шығармайды және ағымдағы тиімділік 100% -ға жақын. Бұл қасиет әсіресе қуатты сақтау және түрлендіру үшін батареялар ретінде пайдалануға жарамды.