Eigenschaften und Vorteile der Lithiumbatterie

Lithiumbatterien haben aufgrund ihrer hohen spezifischen Energie, langen Lebensdauer und des weiten Betriebstemperaturbereichs großes Interesse und Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Insbesondere ist der Durchschnittspreis für jede Zyklusbatterie nicht hoch und sinkt auch. Trend. Die Vorteile und Eigenschaften von Lithiumbatterien werden nachstehend ausführlicher beschrieben.

Im Vergleich zu anderen Hochenergie-Sekundärbatterien (wie Ni-Cd-Batterien, Ni-MH-Batterien usw.) weisen Lithium-Ionen-Batterien erhebliche Leistungsvorteile auf, hauptsächlich in den folgenden Aspekten.

(1) Hohe Betriebsspannung

Die Verwendung von Kohlenstoff-Lithium-Verbindungen wie Graphit oder Petrolkoks anstelle von metallischem Lithium als negative Elektrode verringert die Batteriespannung. Aufgrund des geringen Potentials von darin eingebettetem Lithium kann der Spannungsverlust jedoch auf ein Minimum reduziert werden. Gleichzeitig kann die Auswahl einer geeigneten in Lithium eingebetteten Verbindung als positive Elektrode der Batterie und die Auswahl eines geeigneten Elektrolytsystems (das das elektrochemische Fenster der Lithiumbatterie bestimmt) dazu führen, dass die Lithiumbatterie eine höhere Betriebsspannung (-4 V) aufweist. , was viel höher ist als die Batterie des wässrigen Lösungssystems.

(2) Höher als Kapazität

Obwohl das Ersetzen von Metalllithium durch Kohlenstoffmaterial die Materialqualität über die Kapazität verringert, ist negatives Metalllithium normalerweise mehr als dreimal so hoch, um sicherzustellen, dass die Batterie eine bestimmte Lebensdauer hat. Daher ist die tatsächliche Verringerung der Masse auf Kapazität in Lithiumbatterien nicht signifikant, und das Volumen an Kapazität ist fast nicht verringert.

(3) Hohe Energiedichte

Die höhere Arbeitsspannung und das höhere Volumenverhältnis bestimmen die höhere Energiedichte von sekundären Lithiumbatterien. Im Vergleich zu den derzeit weit verbreiteten Ni-Cd-Batterien und Ni-MH-Batterien weist die zweite Lithiumbatterie die höchste Energiedichte auf und weist immer noch ein großes Entwicklungspotential auf.

(4) Gute Sicherheitsleistung und lange Lebensdauer

Der Grund, warum Batterien mit Lithiummetallanoden unsicher sind, besteht darin, dass sich durch mehrmaliges Laden und Entladen von Elektrizität die positive Struktur von Lithiumionenbatterien ändert und poröse Dendriten entstehen. Wenn die Temperatur erhöht wird, reagiert sie heftig exotherm mit dem Elektrolyten, und Dendriten können die Membran durchdringen, was zu einem internen Kurzschluss führt. Die Lithiumbatterie hat dieses Problem nicht und ist sehr sicher. Um das Vorhandensein von metallischem Lithium in der Batterie zu vermeiden, muss die Spannung beim Laden geregelt werden. Aus Sicherheitsgründen ist die Lithiumbatterie mit mehreren Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet. Lithium-Ionen-Batterien werden während des Ladens und Entladens ohne strukturelle Änderungen in die Kathode und Anode eingelegt und wieder eingebettet (das Gitter dehnt sich beim Einsetzen und Einbetten etwas aus und zieht sich etwas zusammen), und weil Lithiumverbindungen stabiler sind als metallisches Lithium. Beim Laden und Entladen werden keine Lithiumdendriten gebildet, wodurch offensichtlich die Sicherheitsleistung der Batterie verbessert wird und auch die Lebensdauer erheblich verbessert wird. Lithiumbatterien wurden 1989 und 1990 von der Abteilung für den Transport gefährlicher Güter der Vereinigten Staaten und der IAIT (International Air Transport Association) von gefährlichen Gütern ausgeschlossen.

(5) Niedrige Selbstentladungsrate

Die Lithiumbatterie verwendet ein nichtwässriges Elektrolytfluidsystem und die thermodynamische Instabilität von in Lithium eingebettetem Kohlenstoffmaterial in einem nichtwässrigen Elektrolytflüssigkeitssystem. Während des ersten Lade- und Entladevorgangs wird aufgrund der Reduktion des Elektrolyten eine Schicht aus einer Festelektrolyt-Zwischenphasenmembran (SEI) auf der Oberfläche der negativen Kohlenstoffelektrode gebildet, wodurch Lithiumionen hindurchtreten können, Elektronen jedoch nicht passieren können durch und Herstellung von Elektrodenwirkstoffen in verschiedenen geladenen Zuständen. In einem relativ stabilen Zustand weist es daher eine niedrige Selbstentladungsrate auf.

(6) Sauber und umweltfreundlich

Lithiumbatterien enthalten keine giftigen Substanzen wie Blei, Fu und Quecksilber. Da die Batterie gut abgedichtet sein muss, werden während des Gebrauchs nur sehr wenige Gase freigesetzt und es entsteht keine Umweltverschmutzung. Lösungsmittel, die zum Auflösen von Bindemitteln während der Herstellung verwendet werden, können ebenfalls vollständig recycelt werden. Große hersteller von lithiumbatterien wie Sony haben seit 1997 mit der Rückgewinnung von Lithiumbatterien und dem Recycling von Materialien (wie Metallbohrern usw.) begonnen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Lithiumbatterie von Sony 1996 den internationalen Umweltstandards IS014001 entspricht [ 71O

(7) Hoher Stromwirkungsgrad

Im Gegensatz zu früheren Sekundärzellen in einem wässrigen Lösungssystem produzieren Lithiumzellen während normaler Lade- und Entladevorgänge kein Gas, und der Stromwirkungsgrad liegt nahe bei 100%. Diese Eigenschaft eignet sich besonders für Batterien zur Speicherung und Umwandlung von Strom.

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