Li-ion เป็นแบตเตอรี่ที่มีการบำรุงรักษาต่ำ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่นักเคมีส่วนใหญ่ไม่สามารถอ้างสิทธิ์ได้แบตเตอรี่ไม่มีหน่วยความจำและไม่ต้องออกกำลังกาย (จงใจคายประจุจนหมด) เพื่อให้อยู่ในสภาพดีการคายประจุเองนั้นน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของระบบที่ใช้นิกเกิล ซึ่งจะช่วยในการใช้งานมาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิงแรงดันไฟฟ้าเซลล์เล็กน้อยที่ 3.60V สามารถจ่ายไฟให้กับโทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต และกล้องดิจิตอลได้โดยตรง ทำให้ลดความซับซ้อนและลดต้นทุนได้มากกว่าการออกแบบแบบหลายเซลล์ข้อเสียคือต้องมีวงจรป้องกันเพื่อป้องกันการละเมิดและราคาสูง
ประเภทของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
รูปที่ 1 แสดงกระบวนการ
Li-ion เป็นแบตเตอรี่ที่มีการบำรุงรักษาต่ำ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่นักเคมีส่วนใหญ่ไม่สามารถอ้างสิทธิ์ได้แบตเตอรี่ไม่มีหน่วยความจำและไม่ต้องออกกำลังกาย (จงใจคายประจุจนหมด) เพื่อให้อยู่ในสภาพดีการคายประจุเองนั้นน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของระบบที่ใช้นิกเกิล ซึ่งจะช่วยในการใช้งานมาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิงแรงดันไฟฟ้าเซลล์เล็กน้อยที่ 3.60V สามารถจ่ายไฟให้กับโทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต และกล้องดิจิตอลได้โดยตรง ทำให้ลดความซับซ้อนและลดต้นทุนได้มากกว่าการออกแบบแบบหลายเซลล์ข้อเสียคือต้องมีวงจรป้องกันเพื่อป้องกันการละเมิดและราคาสูง
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนดั้งเดิมของ Sony ใช้โค้กเป็นแอโนด (ผลิตภัณฑ์ถ่านหิน)ตั้งแต่ปี 1997 ผู้ผลิต Li Ion ส่วนใหญ่ รวมถึง Sony ได้เปลี่ยนมาใช้กราไฟต์เพื่อให้ได้เส้นคายประจุที่แบนราบกว่ากราไฟต์เป็นรูปแบบของคาร์บอนที่มีความเสถียรของวงจรในระยะยาวและใช้ในดินสอตะกั่วเป็นวัสดุคาร์บอนที่พบมากที่สุด รองลงมาคือคาร์บอนแบบแข็งและแบบอ่อนถ่านกัมมันต์ Nanotube ยังไม่พบการใช้งานเชิงพาณิชย์ใน Li-ion เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะเข้าไปพัวพันและส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานวัสดุในอนาคตที่สัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพของ Li-ion คือกราฟีน
รูปที่ 2 แสดงเส้นกราฟการจ่ายแรงดันไฟของ Li-ion สมัยใหม่ที่มีแอโนดกราไฟต์และโค้กรุ่นก่อน
ได้มีการทดลองสารเติมแต่งหลายชนิด รวมทั้งโลหะผสมที่มีซิลิกอน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแอโนดกราไฟท์ต้องใช้อะตอมของคาร์บอน (กราไฟต์) หกอะตอมในการจับกับลิเธียมไอออนเพียงตัวเดียวอะตอมซิลิกอนเดี่ยวสามารถจับกับลิเธียมไอออนสี่ตัวซึ่งหมายความว่าในทางทฤษฎีซิลิกอนแอโนดสามารถเก็บพลังงานของกราไฟต์ได้มากกว่า 10 เท่าในทางทฤษฎี แต่การขยายตัวของแอโนดในระหว่างการชาร์จเป็นปัญหาแอโนดซิลิโคนบริสุทธิ์จึงไม่สามารถใช้งานได้จริง และโดยทั่วไปแล้วมีเพียง 3–5 เปอร์เซ็นต์ของซิลิกอนเท่านั้นที่จะถูกเติมลงในแอโนดของแอโนดที่มีซิลิกอนเป็นหลักเพื่อให้ได้วงจรชีวิตที่ดี
การใช้ลิเธียมไททาเนตที่มีโครงสร้างระดับนาโนเป็นสารเติมแต่งแอโนดแสดงอายุการใช้งานที่มีแนวโน้ม ความสามารถในการรับน้ำหนักที่ดี ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำที่ยอดเยี่ยม และความปลอดภัยที่เหนือกว่า แต่พลังงานจำเพาะต่ำและต้นทุนสูง
การทดลองกับวัสดุแคโทดและแอโนดช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเสริมสร้างคุณภาพที่แท้จริงได้ แต่การเพิ่มประสิทธิภาพอย่างหนึ่งอาจกระทบต่ออีกประการหนึ่งเซลล์พลังงานที่เรียกว่า "เซลล์พลังงาน" จะปรับพลังงานจำเพาะ (ความจุ) ให้เหมาะสมเพื่อให้ได้รันไทม์ที่ยาวนาน แต่ด้วยพลังงานจำเพาะที่ต่ำกว่า“เซลล์พลังงาน” ให้พลังงานเฉพาะพิเศษแต่มีความจุต่ำกว่า“เซลล์ไฮบริด” เป็นการประนีประนอมและเสนอทั้งสองอย่างเล็กน้อย
ผู้ผลิตสามารถรับพลังงานจำเพาะสูงและต้นทุนต่ำได้ค่อนข้างง่ายโดยการเพิ่มนิกเกิลแทนโคบอลต์ที่มีราคาแพงกว่า แต่สิ่งนี้ทำให้เซลล์มีความเสถียรน้อยลงในขณะที่บริษัทที่เพิ่งเริ่มต้นอาจมุ่งเน้นไปที่พลังงานเฉพาะที่สูงและราคาต่ำเพื่อให้ได้รับการยอมรับจากตลาดอย่างรวดเร็ว ความปลอดภัยและความทนทานไม่สามารถลดลงได้ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงให้ความสำคัญกับความปลอดภัยและอายุยืนยาว
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่มีการออกแบบที่คล้ายคลึงกันซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดขั้วบวกของโลหะออกไซด์ (แคโทด) ที่เคลือบบนตัวเก็บกระแสอะลูมิเนียม อิเล็กโทรดขั้วลบ (แอโนด) ที่ทำจากคาร์บอน/กราไฟต์ที่เคลือบบนตัวเก็บกระแสทองแดง ตัวแยก และอิเล็กโทรไลต์ ทำจากเกลือลิเธียมในตัวทำละลายอินทรีย์ข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาไปกับ teda battery.com
ตารางที่ 3 สรุปข้อดีและข้อจำกัดของ Li-ion
เวลาที่โพสต์: 26 มิถุนายน-2022