6 типов литий-ионных батарей
Aug 11, 2020
1. оксид лития-кобальта
Литий-кобальтовые батареи, также известные как литий-кобальтовые или литий-ионно-кобальтовые батареи, состоят из карбоната лития и кобальта. Благодаря очень высокой удельной энергии эти батареи используются в мобильных телефонах, портативных компьютерах и электронных камерах. У них есть катод из оксида кобальта, а в качестве анодного материала используется графитовый углерод; во время процесса разряда ионы лития перемещаются от одного анода к другому катоду, и когда аккумулятор заряжается, ток меняет направление.
У этой батареи есть некоторые недостатки, в том числе относительно небольшой срок службы батареи и ограниченная удельная мощность. Кроме того, эти батареи не так безопасны, как батареи других типов. Тем не менее, их характеристики делают его популярным выбором для мобильных телефонов и других портативных электронных устройств.
2. оксид лития-марганца
Литиевые батареи и марганцево-литиевые батареи иногда называют марганцево-литиевыми батареями или оксидами марганца. Технология этой батареи была открыта в 1980-х годах и впервые была опубликована в 1983 году в" бюллетене исследований материалов" ;. В 1996 году Moli Energy произвела первые коммерческие литий-ионные батареи с использованием оксида лития-марганца в качестве катодного материала.
Литий-марганцевые батареи известны своей высокой температурной стабильностью и более безопасны, чем другие типы литий-ионных батарей. Поэтому они обычно используются в медицинском оборудовании и устройствах, но также могут использоваться в электроинструментах, электрических велосипедах и т. Д. Литий-марганцевые батареи также могут использоваться для питания портативных компьютеров и электромобилей.
3. Литий-фосфат железа
Литий-железо-фосфатные батареи, также известные как литий-фосфатные батареи, используют фосфат в качестве катода. Они обладают низкими характеристиками сопротивления, что повышает их безопасность и термическую стабильность.
Другие преимущества включают в себя долговечность и длительный срок службы - можно хранить полностью заряженную батарею, в то время как общий срок службы батареи&№39 практически не меняется. Когда срок службы литиевой батареи самый длинный, литиевая батарея также является наиболее эффективным выбором. Однако низковольтная литий-фосфатная батарея означает, что у нее меньше энергии, чем у других типов литиевых батарей.
Поэтому эти батареи обычно используются в электрических мотоциклах и других приложениях, требующих более длительного срока службы и значительной безопасности. Электромобили также часто используют эти батареи.
4. оксид лития, никеля, марганца, кобальта
Литий-никель-марганец-кобальтовые оксидные батареи, также известные как литий-марганцево-кобальтовые батареи или батареи NMC, изготавливаются из нескольких распространенных литий-ионных аккумуляторных материалов. Они включают катоды, состоящие из никеля, марганца и кобальта.
Как и другие литий-ионные батареи, батареи NMC могут иметь высокую удельную плотность энергии или высокую удельную мощность. Однако у них не может быть обоих атрибутов. Аккумуляторы этого типа чаще всего используются в электроинструментах и трансмиссиях транспортных средств.
Соотношение комбинации катодов обычно составляет 60% никеля, 20% марганца и 20% кобальта. Это означает, что затраты на сырье ниже, чем у других вариантов литий-ионных батарей, потому что кобальт может быть довольно дорогим. Цена на эти батареи может еще больше снизиться в будущем, так как некоторые производители батарей планируют изменить химический состав батарей на более высокое содержание никеля, чтобы они могли использовать меньше кобальта. Этот тип аккумулятора обычно является первым выбором для электромобилей, поскольку скорость его самонагрева очень мала.
5. литий-никель-кобальт-оксид алюминия
Литий-никель-кобальт-алюминиевые оксидные батареи, также известные как батареи NCA, становятся все более важными в энергосистемах и энергосистемах хранения.
Аккумуляторы NCA не распространены в легкой промышленности, но перспективны в автомобильной промышленности. Батареи NCA обеспечивают высокую энергоемкость и имеют хороший срок службы, но они не так безопасны, как другие литий-ионные батареи, и довольно дороги. Boston Consulting Group (Бостонская консалтинговая группа) указала, что аккумуляторы NCA должны быть оборудованы мерами безопасности в автомобиле, чтобы контролировать работу и поведение аккумулятора, чтобы гарантировать безопасность водителя.
Аргоннская национальная лаборатория изучила потенциал батарей NCA и связанные с этим проблемы. Ввиду продолжающегося использования аккумуляторов NCA в электромобилях, поскольку электромобили становятся все более распространенными, спрос на эти батареи может возрасти.
6. титанат лития
Наконец, титанат лития, также известный как титанат лития, представляет собой батарею, которая подходит для растущих областей применения. Основное преимущество литий-титанатной батареи заключается в том, что время зарядки очень быстрое, благодаря передовой нанотехнологии, емкость батареи очень велика.
В настоящее время производители электромобилей и велосипедов используют литий-титанатные батареи, которые, вероятно, будут использоваться в электрических автобусах для общественного транспорта. Однако по сравнению с другими разновидностями литий-ионных аккумуляторов эти аккумуляторы имеют более низкое внутреннее напряжение или более низкую плотность энергии, что может обеспечить эффективную мощность для транспортного средства. Даже в этом случае плотность литий-титанатных батарей по-прежнему выше, чем у других не литий-ионных батарей, что является преимуществом.
Приложения для этих батарей могут включать в себя военные и аэрокосмические приложения, а также могут использоваться для хранения энергии ветра и солнца и создания интеллектуальных сетей. Кроме того, объем аккумуляторного отсека показывает, что эти аккумуляторы также могут использоваться для критически важного резервного питания энергосистемы.