Ventajas de la batería de iones de litio

En comparación con otras baterías secundarias de alta energía, como baterías Ni-Cd, baterías Ni-MH, baterías de plomo-ácido, etc.,iones de litioLas baterías tienen importantes ventajas en rendimiento, que se reflejan principalmente en los siguientes aspectos.

(1) Alto voltaje de trabajo

El uso de compuestos carbonáceos de intercalación de litio, como grafito o coque de petróleo, en lugar de litio metálico como electrodo negativo, reducirá el voltaje de la batería. Sin embargo, debido a su bajo potencial de intercalación de litio, se puede minimizar la pérdida de voltaje. Al mismo tiempo, seleccionar un compuesto de intercalación de litio adecuado como electrodo positivo de la batería y seleccionar un sistema de electrolito apropiado (determinando la ventana electroquímica del paquete de baterías de iones de litio) puede hacer que el paquete de baterías de iones de litio tenga un voltaje de trabajo más alto (- 4V), que es mucho mayor que en las baterías de sistema acuoso.

(2) Gran capacidad específica

Aunque el reemplazo del litio metálico con materiales carbonosos reducirá la capacidad específica de masa del material, de hecho, para garantizar un cierto ciclo de vida de la batería secundaria de litio metálico, el litio metálico negativo suele ser más de tres veces excesivo. La reducción real en la capacidad específica de masa no es grande y hay poca reducción en la capacidad específica de volumen.

(3) Alta densidad de energía

Un voltaje de funcionamiento más alto y una capacidad volumétrica específica determinan la mayor densidad de energía de las baterías secundarias de iones de litio. En comparación con las baterías de Ni-Cd y Ni-MH, que se utilizan ampliamente en la actualidad, las baterías secundarias de iones de litio tienen la mayor densidad de energía y aún tienen un gran potencial de desarrollo.

(4) Buen rendimiento de seguridad y ciclo de vida prolongado

La razón por la cual la batería que utiliza litio metálico como ánodo no es segura es que la estructura del electrodo positivo de la batería de iones de litio cambia y se forma la dendrita porosa. Puede perforar el separador y provocar un cortocircuito interno, y las baterías de iones de litio no tienen este problema y son muy seguras. Para evitar la presencia de litio metálico en la batería, se debe controlar el voltaje durante la carga. Por razones de seguridad, las baterías de iones de litio están equipadas con múltiples dispositivos de seguridad. Las baterías de iones de litio no tienen ningún cambio estructural en la intercalación y desintercalación de iones de litio en el cátodo y el ánodo durante el proceso de carga y descarga (habrá cierta expansión y contracción de la red durante el proceso de intercalación y desintercalación), y porque el compuesto de intercalación es más fuerte que el litio metálico. Es más estable y no forma dendritas de litio durante el proceso de carga y descarga, lo que mejora significativamente el rendimiento de seguridad de la batería y el ciclo de vida también mejora considerablemente. Las baterías de iones de litio fueron excluidas como mercancías peligrosas por la División de Transporte de Mercancías Peligrosas del Departamento de Transporte de EE. UU. y la IAIT (Asociación Internacional de Aire y Transporte) en 1989 y 1990, respectivamente.

(5) Pequeña tasa de autodescarga

El paquete de baterías de iones de litio adopta un sistema de electrolitos no acuosos y el material de carbono con intercalación de litio es termodinámicamente inestable en el sistema de electrolitos no acuosos. Durante el primer proceso de carga y descarga, se formará una película de interfase de electrolito sólido (SEI) en la superficie del electrodo de carbono negativo debido a la reducción del electrolito, lo que permitirá el paso de los iones de litio pero no de los electrones, y permitirá que el electrodo esté activo. materiales con diferentes estados de carga. En un estado relativamente estable, tiene una tasa de autodescarga baja.

(6) Limpio y libre de contaminación

Los paquetes de baterías de iones de litio no contienen sustancias tóxicas como plomo, fortuna, mercurio, etc. Al mismo tiempo, debido a que la batería debe estar bien sellada, se libera muy poco gas durante su uso, sin causar contaminación al medio ambiente. El disolvente utilizado para disolver el aglutinante en el proceso de fabricación también se puede recuperar por completo. Sony y otras empresas de producción a gran escala de baterías de iones de litio han comenzado a reciclar baterías de iones de litio y a reciclar materiales (como taladros metálicos, etc.) desde 1997. Además, en 1996, las baterías de iones de litio de Sony fueron certificados para cumplir con la norma ambiental internacional IS014001 [71O

(7) Alta eficiencia actual

A diferencia de las baterías secundarias anteriores con sistemas acuosos, las baterías de iones de litio no producen gas durante los procesos normales de carga y descarga, y la eficiencia actual es cercana al 100%. Esta propiedad es particularmente adecuada para su uso como baterías para almacenamiento y conversión de energía.