Wie viele Arten von Lithiumbatterien gibt es? Welche Art von Batterie ist die beste?

1. Lithiummetallbatterie: Die Lithiummetallbatterie basiert im Allgemeinen auf Mangandioxid als positivem Elektrodenmaterial, Lithiummetall oder dessen Legierungsmetall als negativem Elektrodenmaterial und der Verwendung einer nichtwässrigen Elektrolytlösungsbatterie.

2. Lithium-Ionen-Batterie: Die Lithium-Ionen-Batterie besteht im Allgemeinen aus Lithiumlegierungsmetalloxid als positivem Elektrodenmaterial und Graphit als negativem Elektrodenmaterial unter Verwendung einer nichtwässrigen Elektrolytbatterie.

Obwohl Lithium-Ionen-Batterien eine hohe Energiedichte haben, können sie theoretisch 3.860 Watt pro Kilogramm erreichen. Aufgrund seiner instabilen Natur und Unfähigkeit zum Laden kann es jedoch nicht als Akku für den wiederholten Gebrauch verwendet werden. Lithium-Ionen-Batterien wurden aufgrund ihrer Fähigkeit, wiederholt aufgeladen zu werden, als Hauptleistungszelle entwickelt. Aufgrund ihrer Koordination mit verschiedenen Elementen variiert die Leistung der aus ihnen zusammengesetzten Kathodenmaterialien in verschiedenen Aspekten stark, was zu mehr Streitigkeiten über die Wege der Kathodenmaterialien in der Industrie führt. Daher haben beide Seiten ihre eigenen Vor- und Nachteile.

Lithium-Ionen-Batterie: Eine Sekundärbatterie (wiederaufladbare Batterien), die hauptsächlich auf Lithium-Ionen angewiesen ist, bewegt sich zwischen positiv und negativ, um zu arbeiten. Beim Laden und Entladen wird Li + zwischen den beiden Elektroden hin und her eingebettet und ausgeschaltet: Beim Laden wird Li + von der Anode nach der Anode in die Kathode eingebetteter Elektrolyt im fetten Lithiumzustand eingebettet; Entladung ist das Gegenteil.

Die Lithiumbatterie ist in Lithiumbatterien und Lithiumionenbatterien unterteilt. Mobiltelefone und Laptops verwenden Lithium-Ionen-Batterien, die allgemein als Lithium-Ionen-Batterien bekannt sind. Die Batterie verwendet im Allgemeinen das Material, das das Lithiumelement als Elektrode enthält, und ist der moderne Vertreter einer hochleistungsbatterie. Echte Lithium-Ionen-Batterien werden in der alltäglichen Elektronik selten verwendet, weil sie gefährlich sind.

Lithium-Ionen-Batterien wurden zuerst von SONY Corp. entwickelt. von Japan im Jahr 1990. Lithiumionen werden in Kohlenstoff (Petrolkoks und Graphit) eingebettet, um eine negative Elektrode zu bilden (Lithium oder Lithiumlegierung wird als negative Elektrode in herkömmlichen Lithiumbatterien verwendet). Anodenmaterialien sind normalerweise LixCoO2, LixNiO2 und LixMnO4, und LiPF6 + EC + DMC werden für den Elektrolyten verwendet.

Petrolkoks und Graphit als Kathodenmaterialien, ungiftige und reichlich vorhandene Ressourcen, in Lithiumionen eingebetteter Kohlenstoff, überwinden das hochaktive Lithium, lösen die Sicherheitsprobleme der herkömmlichen Lithiumbatterie, das positive LixCoO2 in Bezug auf Lade- und Entladeleistung und Lebensdauer könnte ein höheres Niveau erreichen, die Kosten senken, für die umfassende Leistung von Lithium-Ionen-Batterien erhöht. Die Lithium-Ionen-Batterie des 21. Jahrhunderts wird ein großer Markt sein.

Lithium-Ionen-Sekundärbatterie-Lade- und Entladungsgleichung für LiCoO2 + C = Li1 - xCoO2 + LixC [1]

Lithium-Ionen-Batterie leicht mit den folgenden zwei Arten von Batterie verwechselt:

(1) Lithium-Ionen-Batterien für Lithium-Metall-Anoden.

(2) Lithium-Ionen-Batterie: Verwenden Sie nichtwässrige organische Elektrolyte.

(3) lithium-ionen-polymerbatterien: Verwenden Sie Polymere, um flüssige organische Lösungsmittel zu gelieren, oder verwenden Sie direkt Vollfestelektrolyte. Lithium-Ionen-Batterien bestehen im Allgemeinen aus Graphitkohlenstoff als negative Elektrode.

1970 verwendete MS Whittingham von Exxon Titansulfid als positives Elektrodenmaterial und Lithiummetall als negatives Elektrodenmaterial, um die erste Lithiumbatterie herzustellen. Das Anodenmaterial der Lithiumbatterie ist Mangandioxid oder Thionylchlorid, und die Kathode ist Lithium. Nach Abschluss der Batteriebaugruppe hat die Batterie eine Spannung und muss nicht aufgeladen werden. Es wurden auch Li-Ionen-Batterien entwickelt. Beispielsweise waren die in Kameras verwendeten Tastenbatterien Lithiumbatterien. Diese Art von Batterie kann auch aufgeladen werden, aber die Zyklusleistung ist nicht gut, während des Lade- und Entladezyklus bildet sich leicht ein Lithiumkristall, was zu einem Kurzschluss innerhalb der Batterie führt, so dass diese Art von Batterie im Allgemeinen verboten ist aufladen. [2]

1982 stellten RRAgarwal und JRSelman vom Illinois Institute of Technology fest, dass Lithiumionen die Eigenschaft hatten, in Graphit eingebettet zu sein, und dass der Prozess schnell und reversibel war. Gleichzeitig haben Lithiumbatterien aus Lithiummetall aufgrund ihrer Sicherheitsrisiken viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Daher versuchen die Menschen, wiederaufladbare Batterien herzustellen, indem sie die Eigenschaften von in Graphit eingebetteten Lithiumionen nutzen. Die erste verfügbare Lithiumionen-Graphitelektrode wurde von Glockenlabors versuchsweise hergestellt.

1983 M. Thackeray, J. Godenough und andere fanden heraus, dass Manganspinell ein ausgezeichnetes Kathodenmaterial mit niedrigem Preis, Stabilität und ausgezeichneter Leitfähigkeit und Lithiumleitungsleistung war. Die Zersetzungstemperatur ist hoch und die Oxidation ist weitaus niedriger als bei Lithiumkobaltsäure, auch wenn ein Kurzschluss vorliegt. Eine Überladung kann auch die Gefahr einer Verbrennung und Explosion vermeiden.

1989 stellten A. Manthiram und J. Godenoughough fest, dass die Annahme positiver Pole polymerisierter Anionen höhere Spannungen erzeugen würde.

1992 erfand SONY of Japan eine Lithiumbatterie mit Kohlenstoffmaterial als negativer Elektrode und Lithiumverbindungen als positiver Elektrode. Beim Laden und Entladen gibt es kein Lithiummetall, nur Lithiumionen. Dies ist der Lithium-Ionen-Akku. In der Folge haben Lithium-Ionen-Batterien das Gesicht von Unterhaltungselektronikprodukten revolutioniert. B. Kobaltsäurelithium als Anodenmaterial der Batterie, ist nach wie vor die Hauptstromversorgung von tragbaren elektronischen Geräten.

Im Jahr 1996 stellten Padhi und Goodenough fest, dass peridotitstrukturiertes Phosphat wie Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) sicherer ist als herkömmliche Anodenmaterialien, insbesondere bei hoher Temperaturbeständigkeit. Die Überladungsbeständigkeit ist viel besser als bei herkömmlichen Lithiumionenbatteriematerialien.

Im Laufe der Geschichte der Batterieentwicklung ist ersichtlich, dass die derzeitige weltweite Entwicklung der Batterieindustrie drei Merkmale aufweist: eines ist die rasche Entwicklung einer umweltfreundlichen Umweltschutzbatterie, einschließlich Lithium-Ionen-Batterie, Nickel-Wasserstoff-Batterie usw. Zweitens eine Batterie zu Batterie Umstellung, die im Einklang mit der Strategie für nachhaltige Entwicklung steht; Drittens die Batterie weiter in kleine, leichte, dünne Richtung. In kommerziellen wiederaufladbaren Batterien haben Lithium-Ionen-Batterien die höchste spezifische Energie, insbesondere Polymer-Lithium-Ionen-Batterien, die die Dünnheit von wiederaufladbaren Batterien erreichen können. Lithium-Ionen-Batterien weisen in Industrieländern ein schnelles Wachstum auf, da sie ein hohes Verhältnis von Volumen zu Energie und Masse zu Energie aufweisen, wiederaufladbar und umweltfreundlich sind und drei Merkmale der aktuellen Entwicklung der Batterieindustrie aufweisen. Die Entwicklung der Telekommunikations- und Informationsmärkte, insbesondere die massive Nutzung von Mobiltelefonen und Laptops, hat Marktchancen für Lithium-Ionen-Batterien eröffnet. Polymer-Lithium-Ionen-Batterie in Lithium-Ionen-Batterie mit ihren einzigartigen Sicherheitsvorteilen ersetzt allmählich die Flüssigelektrolyt-Lithium-Ionen-Batterie und wird zum Hauptbestandteil der Lithium-Ionen-Batterie. Polymer-Lithium-Ionen-Batterie ist als "Batterie des 21. Jahrhunderts" bekannt und wird eine neue Ära der Batterie einleiten. Die Entwicklungsaussichten sind sehr optimistisch.

Im März 2015 entwickelten scharf und Professor Tanaka von der Universität Kyoto gemeinsam Lithium-Ionen-Batterien mit einer Lebensdauer von bis zu 70 Jahren. Der Akku hat ein Volumen von 8 Kubikzentimetern und kann 25.000 Mal geladen und entladen werden. Laut Sharp bleibt die Leistung des langlebigen Lithium-Ionen-Akkus nach 10.000 Lade- und Entladevorgängen stabil.

Stahlschale / Aluminium / zylindrische / flexible Verpackungsserie:

(1) Positive Elektrode - das aktive Material ist im Allgemeinen Lithiummanganat oder Lithiumkobaltcarbonat, Lithiumnickel-Kobaltmanganatmaterial. Elektrofahrräder verwenden im Allgemeinen Lithium-Nickel-Kobalt-Manganat (allgemein als ternär bekannt) oder ternär plus eine kleine Menge Lithiummanganat. Reines Lithiummanganat und Lithiumeisenphosphat verblassen aufgrund ihrer Größe, schlechten Leistung oder hohen Kosten allmählich. Leitfähige polare Flüssigkeiten verwenden elektrolytische Aluminiumfolie mit einer Dicke von 10 bis 20 Mikrometern.

(2) Membran - ein speziell geformter Polymerfilm mit einer mikroporösen Struktur, durch die Lithiumionen anstelle von Elektronen hindurchtreten können.

(3) Negatives elektrodenaktives Material ist Graphit oder Kohlenstoff mit ungefährer Graphitstruktur, leitende Kollektorflüssigkeit. VERWENDET elektrolytische Kupferfolie mit einer Dicke von 7 bis 15 Mikrometer.

(4) Organischer Elektrolyt - löst Carbonatlösungsmittel mit Lithiumhexafluorophosphat, während Gelelektrolyte für Polymere verwendet werden.

(5) Batteriegehäuse - unterteilt in Stahlgehäuse (Quadrat selten verwendet), Aluminiumgehäuse, vernickeltes Eisengehäuse (zylindrische Batterieverwendung), Aluminiumkunststofffolie (weiche Verpackung) und Batteriekappe ist auch die Batterie positiv und negativ Terminal.

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