Inngangur til Lithium-on Battarí
Arbeiðandi meginregla av Lithium-on Battaríum
Eitt litium{0}}on battarí er í høvuðsheitum ein positiv elektroda, ein negativ elektroda, ein elektrolyt, sum ger litiumjonir, og einskiljariog høli, sum skilja positivu og negativu elektrodurnar. Positiva elektrodutilfar (LiCoₓNiᵧMn₁₋ₓ₋ᵧO2). Elektrolytið er samansett av litiumsaltum (vanlig litiumsalt eru LiClO ₄, LiPF₆, LiBF ₄, LiBOB, osfr.) upployst í einum ávísum upploysandi evni (í høvuðsheitum ein blanding av etylenkarbonati (EC), dietylkarbonati (DEC), dimetylkarbonat (DMC), propylen karbonat (PC), osfr., í einum ávísum parti). Skilnaðartilfarið er sum heild eitt polyolefin-harpiks, vanliga við at brúka einkult{5}}lag ella multi{6}}lags polypropylen (PP) og polyetylen (PE) mikroporøsar membranir, so sum Celgard 2300 skiljara. Negativa elektrodan brúkar vanliga tilfar, sum er ført fyri litium-interkalering, so sum petroleumkoks, reint grafit og lagføst grafit blandað kol. Reaktiónin í einum litium-ion battaríi við at brúka kol (C2) sum negativa elektroduna og skiftismetalloxid LiMeO2 sum positiva elektrodan er soleiðis.
Undir løðing:
Undir útskriving:
Undir løðing verða litiumjonir leyslatnar úr positivu elektroduni og settar inn í negativu elektroduna; undir útskrivingini verða litiumjonir leyslatnar úr negativu elektroduni og settar inn í positivu elektroduna. Við øðrum orðum, undir løðing og útløðandi, flyta litiumjonir aftur og fram millum positivu og negativu elektrodurnar, nógv sum ein bergtakandi stólur. Tí verða litium{2}}ion battarí eisini nevnd "rocking stólbattarí." Arbeiðsmeginregla teirra kann lýsast á mynd 1.1.
Undir vanligum løðingar- og útløðingarviðurskiftum elvir innsetingin og útvinningin av litiumjonum millum lagt kolvetnistilfar og oxidpartiklar ella millum løg í litium{{0}on-battaríum, sum heild bert bert broytingar í millumlagsfrástøðuni og skaðar ikki krystallbygnaðin. Undir løðing og útláti eru evnafrøðiligu bygnaðirnir av positiva og negativa elektrodutilfarinum framvegis óbroyttir. Tí er frá sjónarhorninum av afturvendandi løðingini--útlátsreaktiónini, innsetingin og útvinningin av litiumjonum í battarítilfarinum ein ideell reaktiónstilgongd. Við støði í hesum eyðkennum eru litium-on battarí yvirskipað í avriki til nikkel{{6}cadmium og nikkel-metal hydridbattarí.
Lithium-on battaríflokking
Lithium-ion battarí kunnu flokkast eftir katodutilfarinum, sum verður nýtt, útsjónd og stødd, celluframleiðsluháttur, pakkislag og ásetingareginleikar.
Við støði í katodutilfarinum, sum verður nýtt, kunnu litium{{0}on-battarí býtast sundur í litiumkoboltoxidbattarí, litiummangan-oxidbattarí, ternarar litiumbattaríir og litiumjarnfosfatbattarí.
Litiumkoboltoxidbattarí hava eitt nominelt spenning á 3,7V og eitt virkisspenningsøki á 2,4~4,2V. Litium-koboltoxidbattarí hava ein støðugan bygnað, høgan serligan kapasitet, og einastandandi samlaða avrikið, men trygdin hjá teimum er vánalig og kostnaðurin hjá teimum er høgur, í høvuðsheitum brúktur í smáum og miðal{4}} støddum kyknum. Seinastu árini eru high{6}}spenningslitium-koboltoxidtilfar ment, sum kann økja um ovara markspenningin á battarínum til 4,3V ella 4,35V, og harvið betra um battaríkapasitetin og orkutættleikan í roynd og veru. Í løtuni hava litiumkoboltoxidbattarí hægstu volumetric orkutættleikan, sum røkkur 550Wh/kg, og tað ger tey til einasta valið til at streyma høgar-endar fartelefonir og aðrar elektroniskar vørur.
Litiummanganoxid (MMANO) battarí hava eitt nominelt spenning á 3,8V og eitt rakstrarspenningsøki á 2,5V til 4,2V. Yvirgjaldsverndarspenningur er 4,28V ± 0,025V, og yvir{6}}-útflýggjan av útskriving er 2,5V ± 0,1V. MMANO battarí eru lág-kostnað og hava góða trygd. Men sjálvt litiummanganoxidtilfarið er lutfalsliga óstøðugt og tilbøgiligt at niðurbrótast, og framleiðir gass og bólgning. Syklulívið hjá henni niðurbrótist lutfalsliga skjótt, lívstíðin hjá henni er lutfalsliga stutt, og høga-hitaframførslan er vánalig. Tað verður í høvuðsheitum brúkt í lág{15}}kostnaði, miðal-til-ørðir-siseraðar kyknur til framleiðsluorkubattarí.
Ternariskt litium-on (TLC) battarí hava eina nominella spenning á 3,6V og eitt rakstrarspenningsøki á 2,75V til 4,2V. Yvirgjaldsverndarspenningur er 4,28V ± 0,025V, og yvir{7}}-útlátsverndarspenningur er 2,75V ± 0,1V. TLC battarí hava gott samlað avrik, eru bíligari enn litium koboltoxid (LCO), og bjóða betri trygd. Tey kunnu brúkast í orkubattaríum, og teirra marknaðarpartur á katodutilfarsmarknaðinum er vaksandi ár um ár. Smá litium-on battarí við at brúka ternara litium-ion tilfar verða stigvíst góðtikið av marknaðinum. Ternariskt tilfar kann eisini blandast við litiumkoboltoxid og litiummanganoxid til nýtslu í stál{16}}tilburðum, aluminium-tilburðir, posa, polymer og sylindrisk litium-on, sum kunnu minka munandi um battaríkostnaðin og betra um samlaðu avrikini. Í løtuni kunnu ternara tilfarsbattarí fáa ein orkutættleika á 180 Wh/kg (26650 stál{{22})caseed battarí kunnu røkka einum kapasiteti uppá 4600 mAh/kg við einum vekt á 90g), bjóða ein greiðan fyrimun í kostnaðar-)virkni.
Litiumjarnfosfat (LFP) battarí hava eitt nominelt spenning á 3,2V og eitt virkisspenningsøki á 2,5~3,75V. Yvirgjaldsverndarspenningur er 3,75V±0,025V, og yvir{6}}-útlátsverndarspenningur er 2,5V±0,1V. Størsti fyrimunurin við LFP battaríum er stabiliteturin og non{10}} niðurbrótingin av positiva elektrodutilfarinum, sum gevur teimum ómakaleysa trygd í mun til aðrar positivar elektrodutilfarsskipanir. LFP battaríini hava eitt langt súkklulív, eru nógv í tilfeingi, og eru umhvørvisvinarlig. Tey hava tó ein lágan útlátspall og vánaligt lágt-hitaframførslu.
Við støði í útsjónd og stødd kunnu litium-ion battarí býtast sundur í sylindrisk battarí og prismatisk battarí o.s.fr.
Við støði í kyknuframleiðsluhátti kunnu litium-ion battarí býtast í sárbattarí (sylindriskt sár og flat sár), stakkað battarí o.s.fr.
Við støði í pakkitilfarsslag, kunnu litium-ion battarí býtast í stál-tilburðir av battaríum, aluminium-tilburðir, plast-tilburðir av battaríum, mjúk{{4} pack battaríum, osfr.
Við støði í forritaeginleikum kunnu litium-ion battarí býtast sundur í høg-hitabattarí, lág{2}}hitabattarí, streymbattarí og kapasitetsbattarí o.s.fr.
Við støði í teirra umsóknarøkjum kunnu litium-ion battarí flokkast sum: backup battarí, streymbattarí og orkugoymslubattarí.
Umsóknir um Lithium-on Battarí
Sigast kann, at síðani battaríið varð uppfunnið, hevur eingin onnur battarívøra verið brúkt so skjótt og víða sum litium{0}}ion battaríið. Frá klokkustreymveitingini til teldu CPU'ir til stóru litium{{2}on battarípakkarnar, sum verða nýttir í bilum og kavbátum, er kapasitetsmunurin meira enn 10 milliónir ferðir. Tey hava breiðar umsóknir í gerandisdegnum, medisinskari útgerð, el-akførum, orkugoymsluvirki, loftrúmd og her.
Eftir meira enn 10 ár við popularisering eru litium-ion battaríini vorðin einasta streymskipanin, sum er nógv brúkt í talgildum vørum sum fartelefonum og farteldum. Vegna teirra høgu serligu orku verða tey eisini nógv brúkt í el-tólum, el-súkklum, el-bussum, vind- og sólorkugoymsluvirki, mobilum samskiftisstøðum, námu lampuorkuveitingum, námubjargingarhylki, hernaðarligum einstøkum hernaðarligum streymveitingum, útvarpi, satellittbattaríum, og nógvum øðrum forritum. Sambært hagtølum, í 2011, var marknaðarstøddin á litiumbattaríídnaðinum í Kina 39,7 milliardir yuan, eitt ár{6}}}on-áravøkstur uppá 43%, og árliga útflutningurin av litiumbattaríum kom upp á 2,97 milliardir eindir, eitt ár{10}}}ársvøkstur uppá 28,6%. Litiumbattaríídnaðurin er vorðin ein týðandi vinnulig leiðsla í landsbúskapinum21.
