נכון לעכשיו, סוללות כוח ליתיום-יון החליפו סוללות מסורתיות בטלפונים ניידים, מחשבים ניידים, מצלמות וידאו ומצלמות. סוללות ליתיום-יון בעלות קיבולת גדולה נוסו בכלי רכב חשמליים ויהפכו לאחד ממקורות החשמל העיקריים לכלי רכב חשמליים במאה ה-21. הם שימשו לוויינים מלאכותיים, תעופה וחלל ואחסון אנרגיה.
עקרון העבודה של סוללת ליתיום יון
עיקרון העבודה של סוללת ליתיום יון הוא שכאשר הסוללה נטענת, הליתיום בחומר האלקטרודה החיובי משוחרר, עובר דרך הסרעפת ונכנס לגרפיט האלקטרודה השלילי; כאשר הסוללה משוחררת, יוני הליתיום משתחררים מהגרפיט האלקטרודה השלילי וחוזרים לחומר האלקטרודה החיובי דרך הסרעפת. . עם התקדמות המטען והפריקה, יוני ליתיום מוחדרים ומופקים ללא הרף מהאלקטרודה החיובית ומהאלקטרודה השלילית.
תכונות של סוללת ליתיום יון
מתח גבוה
המתח של סוללות כוח ליתיום-יון גדול פי שלושה מזה של סוללות ניקל-קדמיום וסוללות ניקל-מימן, וכמעט כפול מזה של סוללות חומצת עופרת. זוהי גם סיבה חשובה מדוע סוללות כוח ליתיום-יון יש אנרגיה גבוהה יותר. לכן, בעת יצירת ערכת סוללות כוח עם אותו מתח, מספר סוללות כוח ליתיום-יון המשמשות בסדרות יהיה הרבה פחות מזה של סוללות עופרת-חומצה וסוללות ניקל-מימן.
משקל קל
האנרגיה הספציפית היא גבוהה ככל 150Wh /Kg, שהוא 2 פעמים זה של סוללות Ni-MH ו 4 פעמים זה של סוללות עופרת-חומצה, כך המשקל הוא שליש עד רבע של סוללות עופרת חומצה עם אותה אנרגיה. מנקודת מבט זו, צריכת סוללת ליתיום ישנם פחות משאבים, ומכיוון שרזרבות היסודות המשמשים בסוללות ליתיום מנגן גדולות יחסית, המחיר של סוללות הידריד עופרת-חומצה וניקל-מתכת עשוי להיות מוגבר עוד יותר, ועלות סוללות ליתיום תופחת עוד יותר.
חיים ארוכים
מספר המחזורים יכול להגיע 1000 ~ 3000 פעמים. בהתבסס על החזקת קיבולת של 70%, מספר מחזורי הטעינה והפריקה של ערכת הסוללות יכול להגיע ליותר מ-200 פעמים, חיי השירות יכולים להגיע ל-5-8 שנים, ותוחלת החיים היא בערך פי שניים עד שלושה מסוללות חומצת עופרת. עם חדשנות טכנולוגית ושיפור הציוד, חיי הסוללה יהיו ארוכים יותר וביצועי העלות יהיו גבוהים יותר ויותר.
קצב פריקה עצמית נמוך: פחות מ-5% לחודש.
טווח רחב
ביצועי טמפרטורה נמוכים טובים. סוללות כוח Li-ion יכול לעבוד בין -40 ° C ו +55 ° C, בעוד סוללות מימית (כגון סוללות חומצת עופרת וסוללות ניקל מימן) בטמפרטורות נמוכות יקטין מאוד את הביצועים עקב ההידרדרות של נזילות אלקטרוליטים .
אין זיכרון
אין צורך לפרוק כמו סוללות ניקל קדמיום וסוללות הידריד ניקל-מתכת לפני כל טעינה, והוא יכול להיות טעון בכל עת ובכל מקום. לעומק הטעינה והפריקה של הסוללה יש השפעה מועטה על חיי הסוללה. ניתן לטעון אותו במלואו ולשחררו במלואו. בדיקת המחזור שלנו טעונה במלואה ומשוחררת במלואה.
מתאים במיוחד לסוללות חשמל
בנוסף למתח הגבוה של סוללות ליתיום-יון, מכיוון שלוח ההגנה של ערכת סוללת הכוח ליתיום-יון יכול לנטר כל סוללה אחת בדיוק גבוה, צריכת חשמל נמוכה וניהול חכם, יש לו טעינת יתר מושלמת, טעינת יתר, טמפרטורה, זרם יתר, הגנת מעגל קצר, פונקציית נעילה בהתאוששות עצמית ופונקציית טעינה אמינה לשוויון מאריכה מאוד את חיי השירות של הסוללה. עם זאת, סוגים אחרים של סוללות (כגון סוללות חומצת עופרת) מועדים לטעינת יתר של הסוללה ובעיות פריקת יתר עקב עקביות הסוללה ובעיות מטען במהלך השימוש (מסיבות שונות כגון עלות, ערכת סוללות חומצת עופרת אינה יכולה להיות כל תא בודד מנוטר ומוגן).
ללא זיהום
אין חומרים רעילים בסוללות כוח ליתיום-יון, ולכן הם נקראים "סוללות ירוקות" ונתמכים על ידי המדינה. מכיוון שסוללות עופרת-חומצה וסוללות קדמיום-ניקל מכילות חומרים מזיקים כגון עופרת וקדמיום, המדינה תחזק באופן בלתי נמנע את הפיקוח והמשילות (ביטול החזרי מס יצוא עבור סוללות עופרת-חומצה, העלאת מסי משאבי עופרת והגבלות על ייצוא אופניים חשמליים של חומצת עופרת). העלות גם תגדל. למרות שסוללות ליתיום אינן מזהמות, הן נחשבות מנקודת המבט של שימור משאבים. מיחזור של סוללות כוח ליתיום יון, הבטיחות במחזור, ואת עלות המיחזור גם צריך להילקח בחשבון.
סיכוני אבטחה
בשל אנרגיה גבוהה ויציבות חומר ירודה של סוללות כוח ליתיום יון, סוללות ליתיום נוטים לבעיות בטיחות. בשנת 2013, יצרני סוללות הטלפון הנייד והמחשבים הניידים הידועים בעולם (חומר האלקטרודה החיובי הוא תחמוצת ליתיום קובלט וחומרים טרנריים), Sanyo של יפן, סוני וחברות אחרות נדרש כי קצב פרץ של הסוללה להיות נשלט מתחת 40 ppb (חלקים למיליארד). זה טוב עבור חברות מקומיות להגיע לרמה ppm (חלקים למיליון), ואת הקיבולת של הסוללה כוח גבוה יותר מזה של סוללת הטלפון הנייד. יותר ממאה פעמים, כך דרישות הבטיחות עבור סוללות ליתיום גבוהות מאוד. למרות סוללות תחמוצת ליתיום קובלט וסוללות חומר ternary יש את היתרונות של משקל קל יותר וגודל קטן יותר, הם אינם מתאימים סוללות כוח לשמש כלי רכב חשמליים. סוללת ליתיום יון של ליתיום מנגן קריסטל מעורב ופוספט ברזל ליתיום היא סוללת כוח ליתיום יון המבטיחה ביותר.
מחיר גבוה
המחיר של סוללת ליתיום-יון עם אותו מתח וקיבולת זהה הוא פי 3-4 מזה של חומצת עופרת. עם התרחבות שוק סוללת ליתיום-יון, הפחתת עלויות, שיפור ביצועים, ואת העלייה במחיר של סוללות חומצת עופרת, עלות האפקטיביות של סוללות כוח ליתיום-יון צפוי לעלות על זה של סוללות עופרת-חומצה.