A Li-ion akkumulátor előnyei

Más nagy energiájú másodlagos akkumulátorokhoz, például Ni-Cd akkumulátorokhoz, Ni-MH akkumulátorokhoz, ólom-savas akkumulátorokhoz stb.Li-ionaz akkumulátorok jelentős teljesítményelőnyökkel rendelkeznek, amelyek elsősorban a következő szempontokban mutatkoznak meg.

(1) Magas üzemi feszültség

Ha negatív elektródaként fémlítium helyett széntartalmú lítium interkalációs vegyületeket, például grafitot vagy kőolajkokszot használ, az csökkenti az akkumulátor feszültségét. Alacsony lítium interkalációs potenciáljuk miatt azonban a feszültségveszteség minimalizálható. Ugyanakkor egy megfelelő lítium interkalációs vegyület kiválasztása az akkumulátor pozitív elektródájaként és a megfelelő elektrolitrendszer kiválasztása (a lítium-ion akkumulátorcsomag elektrokémiai ablakának meghatározása) a lítium-ion akkumulátorcsomag magasabb üzemi feszültségét eredményezheti (- 4V), ami sokkal magasabb, mint a vizes rendszerű akkumulátorokban.

(2) Nagy fajlagos kapacitás

Bár a fém-lítium széntartalmú anyagokkal való helyettesítése csökkenti az anyag tömegspecifikus kapacitását, valójában a fém-lítium másodlagos akkumulátor bizonyos ciklusidejének biztosítása érdekében a negatív fém-lítium általában több mint háromszorosa. A tömegfajlagos kapacitás tényleges csökkenése nem nagy, és a térfogat-fajlagos kapacitás csekély mértékben csökken.

(3) Nagy energiasűrűség

A magasabb üzemi feszültség és a térfogati fajlagos kapacitás határozza meg a másodlagos lítium-ion akkumulátorok nagyobb energiasűrűségét. A jelenleg széles körben használt Ni-Cd akkumulátorokhoz és Ni-MH akkumulátorokhoz képest a másodlagos lítium-ion akkumulátorok a legnagyobb energiasűrűséggel rendelkeznek, és még mindig nagy fejlesztési potenciállal rendelkeznek.

(4) Jó biztonsági teljesítmény és hosszú élettartam

A fém-lítiumot anódként használó akkumulátor azért nem biztonságos, mert a lítium-ion akkumulátor pozitív elektródájának szerkezete megváltozik, és porózus dendrit képződik. Áttörheti a szeparátort és belső rövidzárlatot okozhat, a lítium-ion akkumulátoroknál pedig nincs ilyen probléma, és nagyon biztonságosak. Annak érdekében, hogy elkerüljük a fémes lítium jelenlétét az akkumulátorban, töltés közben ellenőrizni kell a feszültséget. A lítium-ion akkumulátorok a biztosítás érdekében több biztonsági berendezéssel vannak felszerelve. A lítium-ion akkumulátorok nem mutatnak szerkezeti változást a lítium-ionok interkalációjában és deinterkalációjában a katódon és az anódon a töltési és kisütési folyamat során (az interkalációs és deinterkalációs folyamat során a rács némileg kitágul és összehúzódik), és mivel az interkalációs vegyület erősebb, mint a fém-lítium. Stabilabb, és nem képez lítium-dendriteket a töltési és kisütési folyamat során, ezáltal jelentősen javítja az akkumulátor biztonsági teljesítményét, és a ciklus élettartama is jelentősen javul. A lítium-ion akkumulátorokat 1989-ben és 1990-ben az Egyesült Államok Közlekedési Minisztériumának Veszélyes áruk szállításával foglalkozó osztálya és az IAIT (Nemzetközi Légi és Szállítási Szövetség) kizárta a veszélyes áruk közé.

(5) Kis önkisülési sebesség

A lítium-ion akkumulátorcsomag nem vizes elektrolitrendszert alkalmaz, és a lítium-interkalációs szénanyag termodinamikailag instabil a nem vizes elektrolitrendszerben. Az első töltési és kisütési folyamat során a szénnegatív elektróda felületén az elektrolit redukciója miatt szilárd elektrolit interfázis (SEI) film képződik, amely lehetővé teszi, hogy a lítium-ionok áthaladjanak, de az elektronokon áthaladjanak, és az elektróda aktív legyen. különböző töltésállapotú anyagokat kell átmenni. Viszonylag stabil állapotban alacsony önkisülési sebességgel rendelkezik.

(6) Tiszta és szennyeződésmentes

A lítium-ion akkumulátorcsomagok nem tartalmaznak mérgező anyagokat, például ólmot, vagyont, higanyt stb. Ugyanakkor, mivel az akkumulátornak jól tömítettnek kell lennie, használat közben nagyon kevés gáz szabadul fel, ami nem szennyezi a környezetet. A gyártási folyamatban a kötőanyag feloldására használt oldószer is teljesen visszanyerhető. A Sony és más lítium-ion akkumulátorokat gyártó nagyvállalatok 1997 óta megkezdték a lítium-ion akkumulátorok újrahasznosítását és az anyagok (például fémfúrók stb.) újrahasznosítását. Ezen kívül 1996-ban a Sony lítium-ion akkumulátorai tanúsítvánnyal rendelkeznek, hogy megfelelnek az IS014001 nemzetközi környezetvédelmi szabványnak [71O

(7) Magas áramhatékonyság

A korábbi vizes rendszerű másodlagos akkumulátoroktól eltérően a lítium-ion akkumulátorok nem termelnek gázt a normál töltési és kisütési folyamatok során, és a jelenlegi hatásfok közel 100%. Ez a tulajdonság különösen alkalmas akkumulátorként való használatra energia tárolására és átalakítására.