Vorteile von Li-Ionen-Akkus

Im Vergleich zu anderen hochenergetischen Sekundärbatterien wie Ni-Cd-Batterien, Ni-MH-Batterien, Blei-Säure-Batterien usw.Li-IonAkkus haben erhebliche Leistungsvorteile, die sich vor allem in den folgenden Aspekten widerspiegeln.

(1) Hohe Arbeitsspannung

Die Verwendung von kohlenstoffhaltigen Lithium-Interkalationsverbindungen wie Graphit oder Petrolkoks anstelle von metallischem Lithium als negative Elektrode verringert die Batteriespannung. Aufgrund ihres geringen Lithium-Interkalationspotentials kann der Spannungsverlust jedoch minimiert werden. Gleichzeitig kann die Auswahl einer geeigneten Lithium-Interkalationsverbindung als positive Elektrode der Batterie und die Auswahl eines geeigneten Elektrolytsystems (Bestimmung des elektrochemischen Fensters des Lithium-Ionen-Akkus) dazu führen, dass der Lithium-Ionen-Akku eine höhere Arbeitsspannung aufweist (- 4V), was viel höher ist als bei wässrigen Systembatterien.

(2) Große spezifische Kapazität

Obwohl der Ersatz von Metalllithium durch kohlenstoffhaltige Materialien die massenspezifische Kapazität des Materials verringert, ist das negative Metalllithium in der Regel mehr als dreimal so hoch, um eine bestimmte Lebensdauer der Metalllithium-Sekundärbatterie sicherzustellen. Die tatsächliche Verringerung der massenspezifischen Kapazität ist nicht groß, und die volumenspezifische Kapazität verringert sich kaum.

(3) Hohe Energiedichte

Höhere Betriebsspannung und volumetrische spezifische Kapazität bestimmen die höhere Energiedichte von sekundären Lithium-Ionen-Batterien. Im Vergleich zu den derzeit weit verbreiteten Ni-Cd-Akkus und Ni-MH-Akkus weisen sekundäre Lithium-Ionen-Akkus die höchste Energiedichte auf und verfügen weiterhin über großes Entwicklungspotenzial.

(4) Gute Sicherheitsleistung und lange Lebensdauer

Der Grund, warum die Batterie, die metallisches Lithium als Anode verwendet, unsicher ist, liegt darin, dass sich die Struktur der positiven Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie verändert und sich poröse Dendriten bilden. Es kann den Separator durchstoßen und einen internen Kurzschluss verursachen. Bei Lithium-Ionen-Batterien besteht dieses Problem nicht und sie sind sehr sicher. Um das Vorhandensein von metallischem Lithium in der Batterie zu verhindern, sollte die Spannung während des Ladevorgangs kontrolliert werden. Aus Versicherungsgründen sind Lithium-Ionen-Batterien mit mehreren Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet. Lithium-Ionen-Batterien weisen während des Lade- und Entladevorgangs keine strukturellen Veränderungen bei der Interkalation und Deinterkalation von Lithiumionen auf der Kathode und Anode auf (während des Interkalations- und Deinterkalationsprozesses kommt es zu einer gewissen Ausdehnung und Kontraktion des Gitters), und weil Die Interkalationsverbindung ist stärker als das metallische Lithium. Sie ist stabiler und bildet während des Lade- und Entladevorgangs keine Lithiumdendriten, wodurch die Sicherheitsleistung der Batterie erheblich verbessert und auch die Zyklenlebensdauer erheblich verbessert wird. Lithium-Ionen-Batterien wurden 1989 und 1990 von der Division of Dangerous Goods Transportation des US-Verkehrsministeriums und der IAIT (International Association of Air and Transportation) als gefährliche Güter ausgeschlossen.

(5) Geringe Selbstentladungsrate

Der Lithium-Ionen-Akku verwendet ein nichtwässriges Elektrolytsystem, und das Lithium-Interkalationskohlenstoffmaterial ist im nichtwässrigen Elektrolytsystem thermodynamisch instabil. Während des ersten Lade- und Entladevorgangs bildet sich aufgrund der Reduktion des Elektrolyten ein Festelektrolyt-Interphasenfilm (SEI) auf der Oberfläche der negativen Kohlenstoffelektrode, der Lithiumionen durchlässt, jedoch keine Elektronen, und die Elektrode aktiv macht Materialien unterschiedlicher Ladungszustände durchzulassen. In einem relativ stabilen Zustand weist es eine geringe Selbstentladungsrate auf.

(6) Sauber und schadstofffrei

Lithium-Ionen-Akkus enthalten keine giftigen Stoffe wie Blei, Blei, Quecksilber usw. Da der Akku gut abgedichtet sein muss, wird während des Gebrauchs nur sehr wenig Gas freigesetzt, sodass keine Umweltverschmutzung entsteht. Auch das Lösungsmittel, das im Herstellungsprozess zum Auflösen des Bindemittels verwendet wird, kann vollständig zurückgewonnen werden. Sony und andere große Produktionsunternehmen für Lithium-Ionen-Batterien haben seit 1997 mit dem Recycling von Lithium-Ionen-Batterien und dem Recycling von Materialien (wie Metallbohrern usw.) begonnen. Darüber hinaus wurden 1996 die Lithium-Ionen-Batterien von Sony eingeführt wurden nach der internationalen Umweltnorm IS014001 [71O] zertifiziert

(7) Hohe Stromeffizienz

Im Gegensatz zu allen bisherigen Sekundärbatterien mit wässrigen Systemen erzeugen Lithium-Ionen-Batterien bei normalen Lade- und Entladevorgängen kein Gas und der aktuelle Wirkungsgrad liegt bei nahezu 100 %. Diese Eigenschaft eignet sich besonders für den Einsatz als Batterien zur Energiespeicherung und -umwandlung.