Li-ion er viðhaldslítil rafhlaða, kostur sem flest önnur efnafræði geta ekki gert tilkall til. Rafhlaðan hefur ekkert minni og þarf ekki að æfa (vísvitandi full afhleðslu) til að halda henni í góðu formi. Sjálflosun er minna en helmingi minni en nikkel-undirstaða kerfi og þetta hjálpar eldsneytismælinum. Nafnspenna frumu 3,60V getur beint knúið farsíma, spjaldtölvur og stafrænar myndavélar, sem býður upp á einföldun og kostnaðarlækkun yfir fjölfrumuhönnun. Gallarnir eru þörfin fyrir verndarrásir til að koma í veg fyrir misnotkun, sem og hátt verð.
Tegundir af litíumjónarafhlöðum
Mynd 1 sýnir ferlið.
Li-ion er viðhaldslítil rafhlaða, kostur sem flest önnur efnafræði geta ekki gert tilkall til. Rafhlaðan hefur ekkert minni og þarf ekki að æfa (vísvitandi full afhleðslu) til að halda henni í góðu formi. Sjálflosun er minna en helmingi minni en nikkel-undirstaða kerfi og þetta hjálpar eldsneytismælinum. Nafnspenna frumu 3,60V getur beint knúið farsíma, spjaldtölvur og stafrænar myndavélar, sem býður upp á einföldun og kostnaðarlækkun yfir fjölfrumuhönnun. Gallarnir eru þörfin fyrir verndarrásir til að koma í veg fyrir misnotkun, sem og hátt verð.
Upprunalega litíumjónarafhlaðan frá Sony notaði kók sem rafskaut (kolvara). Síðan 1997 hafa flestir Li-jónaframleiðendur, þar á meðal Sony, skipt yfir í grafít til að ná flatari losunarferli. Grafít er form kolefnis sem hefur langtíma hringrásarstöðugleika og er notað í blýblýanta. Það er algengasta kolefnisefnið, þar á eftir koma hart og mjúkt kolefni. Nanótúpukolefni hafa ekki enn notast í atvinnuskyni í Li-jón þar sem þau hafa tilhneigingu til að flækjast og hafa áhrif á frammistöðu. Framtíðarefni sem lofar að auka árangur Li-jón er grafen.
Mynd 2 sýnir spennuhleðsluferil nútíma Li-jón með grafítskauti og fyrstu kókútgáfu.
Nokkur aukefni hafa verið reynd, þar á meðal málmblöndur sem eru byggðar á sílikon, til að auka afköst grafítskautsins. Það þarf sex kolefnis (grafít) atóm til að bindast einni litíumjón; eitt kísilatóm getur bundist fjórum litíumjónum. Þetta þýðir að kísilskautið gæti fræðilega geymt yfir 10 sinnum meiri orku en grafít, en stækkun rafskautsins meðan á hleðslu stendur er vandamál. Hreint kísillskaut eru því ekki hagnýt og aðeins 3–5 prósent af kísil er venjulega bætt við rafskaut kísils sem byggir á til að ná góðum líftíma.
Notkun nanóuppbyggt litíum-títanat sem rafskautaaukefni sýnir lofandi hringrásarlíf, góða hleðslugetu, framúrskarandi lághitaafköst og frábært öryggi, en sértæk orka er lág og kostnaðurinn er hár.
Tilraunir með bakskauts- og rafskautsefni gera framleiðendum kleift að styrkja eigin eiginleika, en ein aukahlutur getur komið öðrum í hættu. Svokallaður „orkuklefi“ hámarkar sértæka orku (getu) til að ná löngum keyrslutíma en með lægra tilteknu afli; „Power Cell“ býður upp á óvenjulegt sérstakt afl en með minni getu. „Hybrid Cell“ er málamiðlun og býður upp á svolítið af hvoru tveggja.
Framleiðendur geta tiltölulega auðveldlega náð háum sértækri orku og litlum tilkostnaði með því að bæta nikkeli í staðinn fyrir dýrara kóbaltið, en það gerir frumuna óstöðuga. Þó að sprotafyrirtæki gæti einbeitt sér að mikilli sértækri orku og lágu verði til að ná skjótri viðurkenningu á markaði, er ekki hægt að skerða öryggi og endingu. Virtir framleiðendur leggja mikla heiðarleika á öryggi og langlífi.
Flestar Li-ion rafhlöður deila svipaðri hönnun sem samanstendur af jákvætt rafskaut (bakskaut) úr málmoxíði sem er húðað á álstraumsafnara, neikvæðu rafskauti (skaut) úr kolefni/grafít húðað á koparstraumsafnara, skilju og raflausn. úr litíumsalti í lífrænum leysi. Frekari upplýsingar, vinsamlegast farðu með teda battery.com.
Tafla 3 tekur saman kosti og takmarkanir Li-jón.
Birtingartími: 26. júní 2022