Describa brevemente las características y ventajas de las baterías de litio.

Las baterías de litio han atraído gran interés y atención debido a su alta energía específica, su larga vida útil y su amplio rango de temperatura de funcionamiento. Lo que es particularmente atractivo es que el precio promedio de cada ciclo de batería no es alto y tiene una tendencia a la baja. Las ventajas y características de la batería de litio se describen con más detalle a continuación.

En comparación con otras baterías secundarias de alta energía (como baterías de Ni-Cd, baterías de Ni-MH, etc.), las baterías de iones de litio tienen ventajas significativas en el rendimiento, principalmente en los siguientes aspectos.

(1) Alto voltaje de funcionamiento

Reemplazar el litio metálico como electrodo negativo con un compuesto de litio intercalado con carbono, como el grafito o el coque de petróleo, provoca una disminución en el voltaje de la batería. Sin embargo, debido a su bajo potencial de inserción de litio, la pérdida de voltaje se puede minimizar. Al mismo tiempo, elija el compuesto de intercalación de litio apropiado como electrodo positivo de la batería y elija el sistema de electrolito apropiado (que determina la ventana electroquímica de la batería de litio), que puede hacer que la batería de litio tenga un voltaje de trabajo más alto ( -4V), que es mucho más alto que el de la batería de solución acuosa.

(2) Gran capacidad específica

Aunque reemplazar el litio metálico con material de carbono reducirá la capacidad específica de calidad del material, de hecho, en la batería secundaria de litio metálico, para garantizar un cierto ciclo de vida útil de la batería, el litio metálico negativo suele ser más de tres veces excesivo. por lo que la calidad de la batería de litio La reducción real de la capacidad específica no es grande y la capacidad específica volumétrica apenas se reduce.

(3) alta densidad de energía

El voltaje operativo más alto y la capacidad específica volumétrica determinan la densidad de energía más alta de la batería de litio secundaria. En comparación con las baterías de Ni-Cd y las baterías de Ni-MH, que se utilizan ampliamente en la actualidad, las baterías de litio secundarias tienen la densidad de energía más alta 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 con litio metálico como ánodo no es segura es que la estructura del electrodo positivo de la batería de iones de litio cambia por múltiples cargas y descargas para formar dendritas porosas, y cuando se eleva la temperatura, sufre una fuerte reacción exotérmica con el electrolito y las dendritas. Puede perforar el diafragma y provocar un cortocircuito interno. La batería de litio no tiene este problema y es muy segura. Para evitar la presencia de litio metálico en la batería, el voltaje debe controlarse durante la carga. Por razones de seguridad, la batería de litio está equipada con múltiples dispositivos de seguridad. Inserción y desintercalación de la batería de iones de litio durante la carga y descarga sin ningún cambio estructural en el cátodo y el ánodo (la red cristalina tendrá cierta expansión y contracción durante la inserción y la desintercalación), y debido a que los compuestos de intercalación de litio son más que el litio metálico Estable, dendritas de litio no se forman durante la carga y descarga, lo que mejora significativamente el rendimiento de seguridad de la batería, y la vida útil del ciclo también mejora considerablemente. Las baterías de litio fueron excluidas de las mercancías peligrosas por la División de Transporte de Mercancías Peligrosas del Departamento de Transporte de EE. UU. Y la IAIT (Asociación Internacional de Transporte Aéreo y Transporte) en 1989 y 1990, respectivamente.

(5) Pequeña tasa de autodescarga

La batería de litio utiliza un sistema de electrolito no acuoso y el material de carbono con incrustaciones de litio es termodinámicamente inestable en el sistema de electrolito no acuoso. Durante el primer proceso de carga y descarga, se forma una película de mesofase de electrolito sólido (SEI) en la superficie del electrodo negativo de carbono debido a la reducción del electrolito, lo que permite que pasen los iones de litio pero no permite que pasen los electrones, y el electrodo del electrodo materiales activos en diferentes estados cargados. Se encuentra en un estado relativamente estable y, por lo tanto, tiene una baja tasa de autodescarga.

(6) Limpio y libre de contaminación.

Las baterías de litio no contienen sustancias tóxicas como plomo, bendiciones, mercurio, etc., y debido a que las baterías deben estar bien selladas, se libera muy poco gas durante el uso, lo que no contamina el medio ambiente. El disolvente utilizado para disolver el aglutinante durante el proceso de fabricación también se puede recuperar por completo. Sony y otros fabricantes de baterías de litio a gran escala han comenzado a reciclar baterías de litio y reciclar materiales (como taladros de metal) desde 1997. Además, la batería de litio de Sony fue certificada en 1996 para cumplir con las normas ambientales internacionales IS014001 [71O]

(7) Alta eficiencia actual

A diferencia de cualquier batería secundaria de un sistema de solución acuosa en el pasado, una batería de litio no genera gas durante la carga y descarga normales, y la eficiencia actual es cercana al 100%. Esta propiedad es particularmente adecuada para su uso como paquete de baterías para almacenamiento y conversión de energía.

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