Baterie litowo-jonowe są dostępne w różnych kształtach i rozmiarach, a nie wszystkie z nich są sobie równe. Poniżej znajdują się opisy sześciu różnych typów akumulatorów litowo-jonowych, a także ich skład i typowe zastosowania. PZL Sędziszów – producent baterii Battery Guru objaśnia jakie są technologie stosowane w produkcji baterii litowo-jonowych.
Zacznijmy od tych, często używanych w telefonach komórkowych, laptopach i aparatach elektronicznych.
Litowo-tlenkowo kobaltowe
Baterie litowo-tlenkowo kobaltowe są produkowane z węglanu litu i kobaltu i są również znane jako baterie litowo-kobaltowe lub litowo-jonowo-kobaltowe. Baterie te są używane w telefonach komórkowych, laptopach i aparatach elektronicznych ze względu na ich wysoką energię właściwą. Mają katodę z tlenku kobaltu i grafitową anodę, a jony litu migrują z anody do katody podczas rozładowania, a przepływ odwraca się, gdy akumulator jest ładowany. Ta bateria ma kilka wad, w tym krótką żywotność baterii i niską moc właściwą.
Litowo-tlenkowo manganowe
Baterie litowo-manganowe są czasami nazywane bateriami litowo-manganowymi, litowo-jonowo-manganowymi, lub spinelowymi. Technologia tego rodzaju akumulatorów została po raz pierwszy odkryta w latach 80. XX wieku, wraz z pierwszą publikacją w Biuletynie Badań nad Materiałami w 1983 r. Baterie te są stabilne w podwyższonych temperaturach, co czyni je bezpieczniejszymi od tych wykonanych w technologii kobaltowej. W rezultacie często znajdują się w sprzęcie i urządzeniach medycznych, ale mogą być również używane w elektronarzędziach, motocyklach elektrycznych i innych zastosowaniach. Baterie litowo-manganowe mogą być również wykorzystywane do zasilania laptopów i pojazdów elektrycznych.
Litowo-żelazowo fosforanowa (LFP)
Fosforan LiFePO4 jest używany jako katoda w bateriach litowo-żelazowo-fosforanowych, często nazywanych bateriami litowo-fosforanowymi. Baterie w tej technologii charakteryzują się niską rezystancją co poprawia ich stabilność termiczną i bezpieczeństwo. Trwałość i długi cykl życia to kolejne zalety — w pełni naładowane akumulatory można przechowywać praktycznie bez wpływu na żywotność. Biorąc pod uwagę długą żywotność akumulatorów litowo-fosforanowych, są one często najbardziej opłacalną opcją. Z drugiej strony niższe napięcie baterii litowo-fosforanowej oznacza, że ma ona mniej energii niż inne baterie litowe.
W rezultacie akumulatory te są często używane w rowerach elektrycznych i innych zastosowaniach wymagających długiej żywotności i wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Baterie te są również powszechnie stosowane w pojazdach elektrycznych. Akumulator rozruchowy LFP jest często używany jako zamiennik ołowiowo-kwasowego akumulatora rozruchowego. Cztery ogniwa połączone szeregowo wytwarzają napięcie 12,80 V, które jest porównywalne z sześcioma ogniwami kwasowo-ołowiowymi 2V połączonymi szeregowo. Podczas ładowania do akumulatora kwasowo-ołowiowego dostarczane jest napięcie na poziomie 14,4V (2,40 V/ogniwo). W przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych stosuje się ładowanie uzupełniające, aby utrzymać pełny poziom naładowania i zapobiec zasiarczeniu.
Każde ogniwo w akumulatorze z ogniwami LFP osiąga wartość szczytową 3,60 V, co jest prawidłowym napięciem pełnego naładowania. Doładowanie powinno zostać przy takim napięciu przerwane, chociaż ładowanie uzupełniające trwa nadal podczas jazdy. Akumulatory z ogniwami LFP tolerują umiarkowane przeładowanie, jednak dłuższe utrzymywanie napięcia na poziomie 14,40 V przy doładowywaniu - jak ma to miejsce w przypadku większości pojazdów podczas długiej jazdy, może spowodować przeciążenie ogniwa. Niskie temperatury zmniejszają wydajność akumulatorów litowo-jonowych, co w skrajnych przypadkach może wpływać na zdolność rozruchu.
Litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC)
W przypadku elektronarzędzi, rowerów elektrycznych i innych elektrycznych układów napędowych akumulator NMC staje się preferowanym rozwiązaniem.
W przypadku elektronarzędzi, rowerów elektrycznych i innych elektrycznych układów napędowych akumulator NMC staje się preferowanym rozwiązaniem.
Akumulatory litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe, często nazywane akumulatorami NMC, są zbudowane z różnych materiałów, które są uniwersalne w akumulatorach litowo-jonowych. W zestawie znajduje się katoda zbudowana z mieszanki niklu, manganu i kobaltu.
Akumulatory NMC, podobnie jak inne typy akumulatorów litowo-jonowych, mogą mieć wysoką gęstość energii lub wysoką moc właściwą. Nie mogą jednak mieć obu funkcji. Ten akumulator jest najczęściej spotykany w elektronarzędziach i samochodowych układach napędowych.
60% niklu, 20% manganu i 20% kobaltu to najczęściej stosowane proporcje na materiał katodowy, jednak każdy producent ma swoje „złote” proporcje. Ale oznacza to, że koszt surowca jest niższy niż w przypadku innych rozwiązań akumulatorów litowo-jonowych, ponieważ kobalt może być dość kosztowny. Ponieważ niektórzy producenci akumulatorów planują zmienić skład chemiczny swoich akumulatorów zwiększając udział niklu i aby zużywać mniej kobaltu, cena tych akumulatorów może być coraz bardziej atrakcyjna. Ze względu na niski współczynnik samonagrzewania ten typ baterii jest coraz częściej stosowany w pojazdach elektrycznych.
Komentarze (0)