Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine Art Batterie, die aus einer nichtwässrigen Elektrolytlösung mit Lithiummetall oder einer Lithiumlegierung als negatives Elektrodenmaterial hergestellt wird. 1912 Gilbert N. Lewis schlug als erster Lithium-Metall-Batterien vor und untersuchte sie. In den 1970er Jahren schlug MS Whittingham vor und begann mit der Untersuchung von Lithium-Ionen-Batterien. Aufgrund der sehr aktiven chemischen Eigenschaften von metallischem Lithium stellen die Verarbeitung, Lagerung und Verwendung von metallischem Lithium sehr hohe Umweltanforderungen. Daher werden Lithium-Ionen-Akkus schon lange nicht mehr verwendet. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sind Lithium-Ionen-Batterien zum Mainstream geworden.
Lithium-Ionen-Batterien lassen sich in zwei Kategorien einteilen: Lithium-Metall-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien. Lithium-Ionen-Akkus enthalten kein metallisches Lithium und können wieder aufgeladen werden. Die wiederaufladbare Lithium-Metall-Batterie der fünften Generation wurde 1996 geboren und ist hinsichtlich Sicherheit, spezifischer Kapazität, Selbstentladungsrate und Leistungsverhältnis besser als bei Lithium-Ionen-Batterien. Aufgrund der eigenen hohen technischen Anforderungen produzieren derzeit nur wenige Unternehmen in wenigen Ländern solche Lithium-Metall-Batterien.
Lithium-Ionen-Akkus haben folgende Vorteile:
Hohe Energiedichte: Je nach Elektrodenmaterial kann die Masse 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg) erreichen. Das Volumen kann 250~530Wh/L (0.9~1.9kJ/cm3) erreichen. [2]
Hohe Leerlaufspannung: mit dem Wechsel des Elektrodenmaterials bis zu 3,3 ~ 4,2 V.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Kein Memory-Effekt: Der Lithium-Eisenphosphat-Akku hat keinen Memory-Effekt, der Akku kann jederzeit ohne Leerladung geladen und entladen werden und ist einfach zu bedienen und zu warten.
Geringe Selbstentladung:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Großer Betriebstemperaturbereich: -20 Grad ~60 Grad funktionieren normal.
Schnelles Laden und Entladen
Daher werden Lithium-Ionen-Batterien häufig in Unterhaltungselektronik, Spezialprodukten, Spezialprodukten und anderen Bereichen eingesetzt. Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine wiederaufladbare Batterie, die funktioniert, indem sie Lithiumionen zwischen positiven und negativen Elektroden bewegt. Lithium-Ionen-Batterien verwenden interkalierte Lithiumverbindungen als Elektrodenmaterialien. Gegenwärtig sind Lithiumkobaltoxid (LiCoO2), Lithiummangansäure (LiMn2O4), Lithiumnickelsäure (LiNiO2) und Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) allgemein verwendete negative Elektrodenmaterialien für Lithiumionenbatterien. Gleichzeitig haben Lithium-Ionen-Akkus auch folgende Nachteile: (1) Tiefentladung wird nicht toleriert: Bei Tiefentladung (die Spannung beim Entladen ist kleiner als 3,0V) wird zu viel Lithium eingelagert Ionen werden im Gitter fixiert und können nicht wieder freigesetzt werden, was zu einer verkürzten Lebensdauer führt. , und Tiefentladungen beschädigen den Akku eher. Daher kann die Verwendung von extrem niedriger Leistung den Akku beschädigen, aber solange der Akku mehrmals mit hoher Spannung geladen wird, ist es möglich, die maximale Ladekapazität des Akkus zu reaktivieren. (2) Unerträgliche Überladung: Während des Überladungsprozesses wird die Elektrode durch eine große Menge an Lithiumionen abgestreift, und die Lithiumionen werden nicht rechtzeitig wieder aufgefüllt, was zu einem langfristigen Zusammenbruch des Gitters führt, was die Speicherung irreversibel verringert elektrische Energie. Daher müssen Li-Ion-Akkus häufig verwendet werden, um zu verhindern, dass sie voll aufgeladen bleiben und ständig an den Ladeanschluss angeschlossen sind. Es ist notwendig, den Elektronenfluss im Inneren ordnungsgemäß zu speichern und die langfristige Gesundheit der Batterie zu erhalten. (3) Alterung verträgt keine Hitze, im Gegensatz zu anderen wiederaufladbaren Batterien werden Lithium-Ionen-Batterien im natürlichen langsamen Zyklus mit der Zyklusnutzung unweigerlich abnehmen, auch ohne Verwendung, die Speicherkapazität nimmt ab, was mit der Verwendung zusammenhängt (es sei denn, es ist ein Teufelskreis Überinflation Radfahren führt zum Verlust von Gitterschichten, da der Alterungsprozess treffender als Verlust bezeichnet wird) und ist temperaturabhängig. Ein möglicher Mechanismus ist das allmähliche Hinzufügen des Innenwiderstands, sodass Elektronik mit hohem Betriebsstrom anfälliger für thermische Verschlechterung ist und auch vor Außentemperaturen geschützt werden sollte.