Características y ventajas de la batería 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. En particular, el precio promedio de cada ciclo de batería no es alto y también está disminuyendo. tendencia. Las ventajas y características de las baterías 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 importantes ventajas de rendimiento, principalmente en los siguientes aspectos.

(1) Alto voltaje de funcionamiento

El uso de compuestos de carbono-litio como el grafito o el coque de petróleo en lugar de litio metálico como electrodo negativo reducirá el voltaje de la batería. Sin embargo, debido al bajo potencial del litio incrustado en ellos, la pérdida de voltaje se puede reducir al mínimo. Al mismo tiempo, elegir un compuesto de litio adecuado como electrodo positivo de la batería y seleccionar un sistema de electrolitos apropiado (que determina la ventana electroquímica de la batería de litio) puede hacer que la batería de litio tenga un voltaje de funcionamiento más alto (-4V). , que es mucho más alta que la batería del sistema de solución acuosa.

(2) Mayor que la capacidad

Aunque reemplazar el litio metálico con material de carbono reducirá la calidad del material sobre la capacidad, de hecho, para garantizar que la batería tenga un cierto ciclo de vida, el litio metálico negativo suele ser más de tres veces excesivo. Por lo tanto, la reducción real de masa a capacidad en las baterías de litio no es significativa y el volumen a capacidad casi no se reduce.

(3) alta densidad de energía

El voltaje de trabajo y la relación de volumen más altos determinan la densidad de energía más alta de las baterías de litio secundarias. En comparación con las baterías de Ni-Cd y las baterías de Ni-MH ampliamente utilizadas, la segunda batería de litio tiene la densidad de energía más alta y todavía tiene un gran potencial de desarrollo.

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

La razón por la cual las baterías con ánodos de metal de litio no son seguras es que la carga y descarga múltiple de electricidad hace que la estructura positiva de las baterías de iones de litio cambie, formando dendritas porosas. Cuando se eleva la temperatura, sufre una violenta reacción exotérmica con el electrolito, y las dendritas pueden perforar el diafragma, provocando 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, se debe controlar el voltaje durante la carga. Por seguridad, la batería de litio está equipada con múltiples dispositivos de seguridad. Las baterías de iones de litio se insertan y desembebían en el cátodo y el ánodo durante la carga y descarga sin ningún cambio estructural (la red se expandirá y contraerá un poco durante la inserción y desembebido), y debido a que los compuestos de litio son más estables que el litio metálico Las dendritas de litio no se formarán en el proceso de carga y descarga, lo que obviamente mejora el rendimiento de seguridad de la batería y el ciclo de vida también se mejora enormemente. Las baterías de litio fueron excluidas de las mercancías peligrosas en 1989 y 1990 por el Departamento de Transporte de Mercancías Peligrosas de los Estados Unidos y la IAIT (Asociación Internacional de Transporte Aéreo), respectivamente.

(5) Baja tasa de autodescarga

La batería de litio adopta un sistema de fluido electrolítico no acuoso y la inestabilidad termodinámica del material de carbono incrustado en litio en un sistema líquido electrolítico no acuoso. Durante el primer proceso de carga y descarga, se formará una capa de membrana de fase intermedia de electrolito sólido (SEI) en la superficie del electrodo de carbono negativo debido a la reducción del electrolito, permitiendo que los iones de litio pasen pero no permitiendo que los electrones pasen. y fabricar sustancias activas de electrodos en diferentes estados cargados. En un estado relativamente estable, por lo tanto, tiene una baja tasa de autodescarga.

(6) Limpio y no contaminante

Las baterías de litio no contienen sustancias tóxicas como plomo, Fu y mercurio. Al mismo tiempo, debido a que la batería debe estar bien sellada, se liberan muy pocos gases durante el uso y no hay contaminación para el medio ambiente. Los disolventes utilizados para disolver los aglutinantes durante la fabricación también se pueden reciclar por completo. Los principales fabricantes de baterías de litio como Sony han comenzado la recuperación de baterías de litio y el reciclaje de materiales (como taladros de metal, etc.) desde 1997. Además, en 1996 se identificó que la batería de litio de Sony cumplía con las normas ambientales internacionales IS014001 [ 71O

(7) Alta eficiencia actual

A diferencia de cualquier celda secundaria anterior en un sistema de solución acuosa, las celdas 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 baterías para almacenamiento y conversión de energía.

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