Li-Ion акумулятори

Конструкція Li-Ion акумуляторів

Li-Ion батареї складаються з катода, анода, сепаратора та електроліту. Катод може бути виготовлений з різних оксидів металів, наприклад, літій-кобальт(III) оксиду (LiCoO ₂ ) або літій-марганцю оксиду (LiMn ₂ O ₄ ). З іншого боку, анод найчастіше виготовляється з графіту . Ключову роль тут відіграє літій, іони якого переміщуються між електродами під час розряду та заряду. Електроліт зазвичай являє собою рідину, яка містить солі літію, розчинені в суміші органічних розчинників або тверду речовину. Електроліт часто виготовляють з вініленкарбонату . Літій-іонні батареї складаються з кількох невеликих елементів, об’єднаних в пакети. Вони повністю конфігуруються, таким чином забезпечуючи необхідну напругу.

Переваги та недоліки літій-іонної технології

Давайте спочатку обговоримо переваги літій-іонних батарей.

• Висока щільність енергії: Літій-іонна технологія має одну з найвищих щільностей енергії, що дозволяє зберігати велику кількість енергії в невеликих батареях.
• Низький рівень саморозряду: порівняно з іншими типами батарей, вони мають дуже низький рівень саморозряду, тому можуть накопичувати енергію протягом тривалого часу без значного зниження ємності.
• Тривалий термін служби: Літій-іонні акумулятори мають тривалий термін служби. Термін служби стандартних елементів коливається від 300 до 1000 циклів заряду, але деякі мають вищі значення.
• Відсутність ефекту пам’яті: на відміну від деяких інших технологій, літій-іонні акумулятори практично не мають ефекту пам’яті. Відповідно, їх не потрібно повністю розряджати перед повторним підключенням для заряджання.
• Швидкість заряджання: порівняно з іншими популярними акумуляторами, літій-іонні акумулятори відрізняються вищою швидкістю заряджання, що є головною перевагою, особливо для пристроїв, які споживають багато енергії.
• Низький вплив на навколишнє середовище: Li-Ion технологія набагато менш шкідлива для навколишнього середовища, ніж інші рішення, такі як свинцево-кислотні або нікель-кадмієві акумулятори. Перш за все, вони не містять важких металів, які є небезпечними для навколишнього середовища. Крім того, витрачається менше енергії завдяки вищій ефективності та меншій тривалості процесу заряджання.

Завдяки вищезазначеним характеристикам літій-іонні батареї легко використовуються та стають все більш поширеними в багатьох повсякденних пристроях. На жаль, літій-іонна технологія має і недоліки, які так чи інакше обмежують їх застосування. Деякі приклади дивіться нижче.

• Висока ціна: вартість виробництва літій-іонних акумуляторів вища, ніж у інших рішень, що сприяє високій ціні продажу.
• Проблема глибокого розряду: якщо літій-іонні батареї розряджені нижче рекомендованого рівня, вони можуть бути непоправно пошкоджені.
• Зменшення ємності: Літій-іонні батареї з часом втрачають свою ємність навіть без інтенсивного використання. Це скорочує час роботи пристроїв, які використовують такі акумулятори.
• Безпека використання: пошкоджені літій-іонні батареї можуть вибухнути або спричинити пожежу. Надзвичайно високі температури або перезарядження також можуть призвести до таких подій.

Незважаючи на свої недоліки, літій-іонні батареї мають велику кількість різноманітних застосувань.

Де використовуються Li-Ion акумулятори?

Літій-іонна технологія зараз є одним із найпопулярніших методів виробництва акумуляторів. Завдяки перевагам, описаним вище, і можливості налаштування вони легко використовуються в різних типах пристроїв. Тож де ви знайдете акумулятори такого типу?

Побутова електроніка

Літій-іонні акумулятори в основному використовуються в побутовій електроніці. Ви знайдете їх у смартфонах, комп’ютерах, телевізорах, ноутбуках, бездротових навушниках, годинниках, фотоапаратах та багатьох інших електронних пристроях. Вони широко використовуються в мобільних пристроях повсякденного використання завдяки, серед іншого, високій щільності енергії, малим розмірам і тривалому терміну служби.

Електромобілі

Електричні та гібридні транспортні засоби є популярною групою машин, що використовують літій-іонні батареї. Ці батареї використовуються тому, що вони легші за звичайні свинцево-кислотні батареї, але при цьому дозволяють досить довго переміщатися між заряджаннями. Використання акумуляторів у найсучасніших автомобілях допомагає зменшити викиди CO ₂ у вихлопних газах.

Зберігання енергії

Як промислові, так і побутові системи зберігання енергії стають все більш популярними для зберігання енергії з відновлюваних джерел, таких як енергія вітру або сонця . У таких системах використовуються Li-Ion акумулятори.

Електроінструменти

Завдяки високій продуктивності та можливості швидкої зарядки літій-іонні акумулятори легко використовуються в більшості бездротових електроінструментів. Ви можете знайти їх у такому обладнанні, як: шліфувальні машини, дрилі, пилки та багато іншого.

Медичні прилади

Невеликі розміри Li-Ion акумуляторів дозволяють використовувати їх у спеціалізованих медичних приладах. Вони використовуються, наприклад, у кардіостимуляторах, електрокардіографах, моніторах тиску, медичних візках та іншому рятувальному обладнанні. Це лише деякі з основних застосувань літій-іонних батарей. Ви також знайдете їх у системах, що використовуються для аварійного енергопостачання, а також у безпілотниках і автомобілях з дистанційним керуванням. Проводяться експерименти щодо їх використання в авіації.