Vantagens da bateria de íon-lítio

Em comparação com outras baterias secundárias de alta energia, como baterias Ni-Cd, baterias Ni-MH, baterias de chumbo-ácido, etc.,íon de lítioas baterias têm vantagens significativas no desempenho, que se refletem principalmente nos seguintes aspectos.

(1) Alta tensão de trabalho

Usar compostos de intercalação de lítio carbonáceo, como grafite ou coque de petróleo, em vez de lítio metálico como eletrodo negativo, reduzirá a tensão da bateria. No entanto, devido ao seu baixo potencial de intercalação de lítio, a perda de tensão pode ser minimizada. Ao mesmo tempo, selecionar um composto de intercalação de lítio adequado como eletrodo positivo da bateria e selecionar um sistema eletrolítico apropriado (determinando a janela eletroquímica da bateria de íon de lítio) pode fazer com que a bateria de íon de lítio tenha uma tensão de trabalho mais alta (- 4V), que é muito maior do que nas baterias do sistema aquoso.

(2) Grande capacidade específica

Embora a substituição do lítio metálico por materiais carbonosos reduza a capacidade específica de massa do material, na verdade, a fim de garantir um certo ciclo de vida da bateria secundária de lítio metálico, o lítio metálico negativo é geralmente mais de três vezes excessivo. A redução real na capacidade específica de massa não é grande e há pouca redução na capacidade específica de volume.

(3) Alta densidade de energia

Maior tensão operacional e capacidade específica volumétrica determinam a maior densidade de energia das baterias secundárias de íons de lítio. Em comparação com as baterias Ni-Cd e Ni-MH, que são amplamente utilizadas atualmente, as baterias secundárias de íons de lítio têm a maior densidade de energia e ainda têm grande potencial de desenvolvimento.

(4) Bom desempenho de segurança e longo ciclo de vida

A razão pela qual a bateria que usa lítio metálico como ânodo não é segura é que a estrutura do eletrodo positivo da bateria de íon de lítio muda e o dendrito poroso é formado. Pode perfurar o separador e causar um curto-circuito interno, e as baterias de íon de lítio não apresentam esse problema e são muito seguras. Para evitar a presença de lítio metálico na bateria, a tensão deve ser controlada durante o carregamento. Por uma questão de segurança, as baterias de íons de lítio são equipadas com vários dispositivos de segurança. As baterias de íons de lítio não apresentam nenhuma alteração estrutural na intercalação e desintercalação de íons de lítio no cátodo e ânodo durante o processo de carga e descarga (haverá alguma expansão e contração da rede durante o processo de intercalação e desintercalação), e porque o composto de intercalação é mais forte que o lítio metálico. É mais estável e não forma dendritos de lítio durante o processo de carga e descarga, melhorando significativamente o desempenho de segurança da bateria, e o ciclo de vida também é bastante melhorado. As baterias de íon-lítio foram excluídas como mercadorias perigosas pela Divisão de Transporte de Mercadorias Perigosas do Departamento de Transportes dos EUA e pela IAIT (Associação Internacional de Ar e Transporte) em 1989 e 1990, respectivamente.

(5) Pequena taxa de autodescarga

A bateria de íons de lítio adota um sistema eletrolítico não aquoso, e o material de carbono com intercalação de lítio é termodinamicamente instável no sistema eletrolítico não aquoso. Durante o primeiro processo de carga e descarga, um filme de interfase de eletrólito sólido (SEI) será formado na superfície do eletrodo negativo de carbono devido à redução do eletrólito, permitindo a passagem de íons de lítio, mas não de elétrons, e permitindo que o eletrodo fique ativo. materiais de diferentes estados de carga passem. Em um estado relativamente estável, apresenta uma baixa taxa de autodescarga.

(6) Limpo e livre de poluição

As baterias de íon de lítio não contêm substâncias tóxicas como chumbo, fortuna, mercúrio, etc. Ao mesmo tempo, como a bateria deve estar bem vedada, muito pouco gás é liberado durante o uso, não causando poluição ao meio ambiente. O solvente utilizado para dissolver o ligante no processo de fabricação também pode ser completamente recuperado. A Sony e outras empresas de produção em grande escala de baterias de iões de lítio iniciaram a reciclagem de baterias de iões de lítio e a reciclagem de materiais (como brocas metálicas, etc.) desde 1997. Além disso, em 1996, as baterias de iões de lítio da Sony foram certificados para atender à norma ambiental internacional IS014001 [71O

(7) Alta eficiência de corrente

Ao contrário de quaisquer baterias secundárias anteriores com sistemas aquosos, as baterias de íons de lítio não produzem gás durante os processos normais de carga e descarga, e a eficiência atual é próxima de 100%. Esta propriedade é particularmente adequada para uso como baterias para armazenamento e conversão de energia.