Tällä hetkellä litiumioniakut ovat korvanneet perinteiset akut matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, videokameroissa ja kameroissa. Suurikapasiteettisia litiumioniakkuja on kokeiltu sähköajoneuvoissa, ja niistä tulee yksi sähköajoneuvojen tärkeimmistä voimanlähteistä 2000-luvulla. Niitä on käytetty keinotekoisissa satelliiteissa, ilmailu- ja energiavarastoissa.
Litiumioniakun toimintaperiaate
Litiumioniakun toimintaperiaate on, että kun akku on ladattu, positiivisen elektrodimateriaalin litium vapautuu, kulkee pallean läpi ja tulee negatiiviseen elektrodigrafiittiin; kun akku tyhjeneä, litiumionit erotetaan negatiivisesta elektrodigrafiitista ja jootetaan pallean läpi takaisin positiiviseen elektrodimateriaaliin. . Latauksen ja purkauksen edetessä litiumioneja lisätään ja uutetaan jatkuvasti positiivisesta elektrodista ja negatiivisesta elektrodista.
Litiumioniakun ominaisuudet
suurjännite
Litiumioniakkujen jännite on kolminkertainen nikkeli-kadmiumparistoihin ja nikkeli-vetyakkuihin ja lähes kaksinkertainen lyijyakkuihin. Tämä on myös tärkeä syy siihen, miksi litiumioniakuilla on suurempi energia. Siksi samalla jännitteellä jännitettä muodostavan akkuyksikön muodostamisessa sarjassa käytettävien litiumioniakkujen määrä on paljon pienempi kuin lyijyakkujen ja nikkeli-vetyparistojen.
kevyt paino
Ominaisenergia on jopa 150Wh/kg, mikä on kaksi kertaa enemmän kuin Ni-MH-akuilla ja 4 kertaa lyijyakkujen, joten paino on kolmasosasta neljäsosaan lyijyakuista, joilla on sama energia. Tästä näkökulmasta litiumakkujen kulutus Resursseja on vähemmän, ja koska litiummanganaattiakuissa käytettävien elementtien varannot ovat suhteellisen suuria, lyijyhappo- ja nikkelimetallihydridiparistojen hintaa voidaan edelleen nostaa ja litiumparistojen kustannuksia alentaa entisestään.
pitkä käyttöikä
Jaksojen määrä voi olla 1000~3000 kertaa. 70%: n kapasiteetin säilyttämisen perusteella akkuyksikön 100%: n lataus- ja tyhjennyssyklien määrä voi nousta yli 200-kertainen, käyttöikä voi olla 5-8 vuotta ja käyttöikä on noin kaksi tai kolme kertaa lyijyakkujen käyttöikä. Teknologisten innovaatioiden ja laitteiden parantamisen ansiosta akun kesto on pidempi ja kustannuskehitys on korkeampi ja korkeampi.
Alhainen itsepurkausaste: alle 5% kuukaudessa.
laaja valikoima
Alhainen lämpötilan suorituskyky on hyvä. Li-ioni-akku voi toimia -40°C - +55°C välillä, kun taas vesiakut (kuten lyijy-akkut ja nikkeli-vetyparistot) alhaisissa lämpötiloissa heikentävät huomattavasti suorituskykyä elektrolyyttinesteen heikkenemisen vuoksi .
ei muistia
Nikkeli-kadmiumparistojen ja nikkeli-metallihydridiparistojen kaltaista tyhjennystä ei tarvitse purkaa ennen jokaista latausta, ja se voidaan ladata milloin ja missä tahansa. Akun latauksen ja tyhjennyssyvyyden vaikutus akun kestoon on vähäinen. Se voidaan ladata täyteen ja tyhjentää kokonaan. Syklitestimme on täysin ladattu ja täysin tyhjennys.
sopii erityisesti akkuihin
Litiumioniakkujen korkean jännitteen lisäksi, koska litiumioniakkujen suojalevy voi seurata jokaista akkua suurella tarkkuudella, alhaisella virrankulutuksella ja älykkäällä hallinnalla, siinä on täydellinen ylilataus, ylilataus, lämpötila, ylivirta, oikosulkusuojaus, lukituksen itsetasaustoiminto ja luotettava tasoituslataustoiminto pidentävät huomattavasti akun käyttöikää. Muuntyyppiset akut (kuten lyijyakut) ovat kuitenkin alttiita akun ylilataukselle ja ylilatamisongelmille, jotka johtuvat akun koostumuksesta ja laturiongelmista käytön aikana (eri syistä, kuten kustannusten vuoksi, lyijyhappoakku ei voi olla Jokainen yksittäinen kenno on valvottu ja suojattu).
ei saastumista
Litiumioniakuissa ei ole myrkyllisiä aineita, joten niitä kutsutaan "vihreiksi akuiksi" ja valtio tukee niitä. Koska lyijyakut ja kadmiumnikkeliparistot sisältävät haitallisia aineita, kuten lyijyä ja kadmiumia, valtio vahvistaa väistämättä valvontaa ja hallintoa (lyijyakkujen vientiverohyvitysten poistaminen, lyijyresurssiverojen korottaminen ja lyijykäyttöisten sähköpolkupyörien vientirajoitukset). Myös kustannukset nousevat. Vaikka litiumakut eivät saastuta, niitä tarkastellaan luonnonvarojen säilyttämisen näkökulmasta. Myös litiumioniakkujen kierrätystä, kierrätyksen turvallisuutta ja kierrätyksen kustannuksia on harkittava.
Turvallisuusriskit
Litiumioniakkujen suuren energian ja huonon materiaalistansta vakauden vuoksi litiumakut ovat alttiita turvallisuusongelmille. Vuonna 2013 maailman tunnetut matkapuhelinten ja kannettavien tietokoneiden akkujen valmistajat (positiivinen elektrodimateriaali on litiumkobolttioksidi ja ternary-materiaalit), Japanin Sanyo, Sony ja muut yritykset Vaaditaan, että akun murtonopeus ohjataan alle 40 ppb (osia miljardissa). Kotimaisten yritysten on hyvä saavuttaa ppm-taso (miljoonasosaa), ja virran akkukapasiteetti on suurempi kuin matkapuhelimen akun. Yli sata kertaa, joten litiumakkujen turvallisuusvaatimukset ovat erittäin korkeat. Vaikka litiumkobolttioksidiparistojen ja -materiaaliparistojen edut ovat kevyemmät ja pienemmät, ne eivät sovellu sähköajoneuvoissa käytettäviin akkuihin. Kristallilitiummanganaatin ja litiumrautafosfaatin litiumioniakku on lupaavin litiumioniakku.
korkea hinta
Samanjännitteisen ja saman kapasiteetin litiumioniakun hinta on 3-4 kertaa lyijyhapon hinta. Litiumioniakkumarkkinoiden laajenemisen, kustannusten alenemisen, suorituskyvyn parantamisen ja lyijyakkujen hinnannousun myötä litiumioniakkujen kustannustehokkuus todennäköisesti ylittää lyijyakkujen kustannustehokkuuden.