Voordelen van Li-ionbatterij

Vergeleken met andere secundaire batterijen met hoog energieverbruik, zoals Ni-Cd-batterijen, Ni-MH-batterijen, loodzuurbatterijen, enz.,Li-ionbatterijen hebben aanzienlijke prestatievoordelen, die vooral tot uiting komen in de volgende aspecten.

(1) Hoge werkspanning

Het gebruik van koolstofhoudende lithium-intercalatieverbindingen zoals grafiet of petroleumcokes in plaats van metaallithium als negatieve elektrode zal de batterijspanning verlagen. Vanwege hun lage lithium-intercalatiepotentieel kan het spanningsverlies echter tot een minimum worden beperkt. Tegelijkertijd kan het selecteren van een geschikte lithium-intercalatieverbinding als de positieve elektrode van de batterij en het selecteren van een geschikt elektrolytsysteem (bepalen van het elektrochemische venster van het lithium-ionbatterijpak) ervoor zorgen dat het lithium-ionbatterijpak een hogere werkspanning heeft (- 4V), wat veel hoger is dan in batterijen van waterige systemen.

(2) Grote specifieke capaciteit

Hoewel de vervanging van metaallithium door koolstofhoudende materialen de massaspecifieke capaciteit van het materiaal zal verminderen, is het negatieve metaallithium gewoonlijk meer dan drie keer zo hoog om een ​​bepaalde levensduur van de secundaire metaallithiumbatterij te garanderen. De feitelijke vermindering van de massaspecifieke capaciteit is niet groot, en er is weinig vermindering van de volumespecifieke capaciteit.

(3) Hoge energiedichtheid

Hogere bedrijfsspanning en volumetrische specifieke capaciteit bepalen de hogere energiedichtheid van secundaire lithium-ionbatterijen. Vergeleken met Ni-Cd-batterijen en Ni-MH-batterijen, die momenteel veel worden gebruikt, hebben secundaire lithium-ionbatterijen de hoogste energiedichtheid en hebben ze nog steeds een groot ontwikkelingspotentieel.

(4) Goede veiligheidsprestaties en een lange levensduur

De reden waarom de batterij met metaallithium als anode onveilig is, is dat de structuur van de positieve elektrode van de lithiumionbatterij verandert en de poreuze dendriet wordt gevormd. Het kan de afscheider doorboren en een interne kortsluiting veroorzaken, en lithium-ionbatterijen hebben dit probleem niet en zijn zeer veilig. Om de aanwezigheid van metallisch lithium in de accu te voorkomen, moet de spanning tijdens het opladen worden gecontroleerd. Omwille van de verzekering zijn lithium-ionbatterijen uitgerust met meerdere veiligheidsvoorzieningen. Lithium-ionbatterijen ondergaan geen structurele veranderingen in de intercalatie en de-intercalatie van lithiumionen op de kathode en anode tijdens het laad- en ontlaadproces (er zal enige uitzetting en samentrekking van het rooster plaatsvinden tijdens het intercalatie- en de-intercalatieproces), en omdat de intercalatieverbinding is sterker dan het metaallithium. Het is stabieler en vormt geen lithiumdendrieten tijdens het laad- en ontlaadproces, waardoor de veiligheidsprestaties van de batterij aanzienlijk worden verbeterd en de levensduur van de batterij ook aanzienlijk wordt verbeterd. Lithium-ionbatterijen werden in respectievelijk 1989 en 1990 uitgesloten als gevaarlijke goederen door de Division of Dangerous Goods Transportation van het Amerikaanse Department of Transportation en de IAIT (International Association of Air and Transportation).

(5) Kleine zelfontlading

Het lithium-ionbatterijpak maakt gebruik van een niet-waterig elektrolytsysteem en het koolstofmateriaal met lithium-intercalatie is thermodynamisch onstabiel in het niet-waterige elektrolytsysteem. Tijdens het eerste laad- en ontlaadproces zal er een vaste elektrolyt-interfasefilm (SEI) worden gevormd op het oppervlak van de koolstof-negatieve elektrode als gevolg van de reductie van de elektrolyt, waardoor lithiumionen wel kunnen passeren, maar geen elektronen, en de elektrode actief wordt. materialen met verschillende ladingstoestanden passeren. In een relatief stabiele toestand heeft het een lage zelfontlading.

(6) Schoon en vrij van vervuiling

Lithium-ion accupakketten bevatten geen giftige stoffen zoals lood, fortuin, kwik etc. Tegelijkertijd komt er, doordat de accu goed afgesloten moet zijn, bij gebruik zeer weinig gas vrij waardoor er geen vervuiling van het milieu ontstaat. Het oplosmiddel dat wordt gebruikt om het bindmiddel tijdens het productieproces op te lossen, kan ook volledig worden teruggewonnen. Sony en andere grootschalige productiebedrijven van lithium-ionbatterijen zijn sinds 1997 begonnen met het recyclen van lithium-ionbatterijen en het recyclen van materialen (zoals metaalboren, enz.). Bovendien zijn in 1996 de lithium-ionbatterijen van Sony zijn gecertificeerd om te voldoen aan de internationale milieunorm IS014001 [71O

(7) Hoge stroomefficiëntie

In tegenstelling tot eerdere secundaire batterijen met waterige systemen, produceren lithium-ionbatterijen geen gas tijdens normale laad- en ontlaadprocessen, en de huidige efficiëntie ligt bijna 100%. Deze eigenschap is bijzonder geschikt voor gebruik als batterijen voor energieopslag en -conversie.