باتری لیتیوم یون

باتری های لیتیوم یون دارای آند ساخته شده از گرافیت و کاتد ساخته شده از اکسید فلز لیتیوم هستند. نمک لیتیوم به عنوان یک حلال آلی به عنوان یک الکترولیت استفاده می شود. هنگامی که باتری به مدار یا بار متصل می شود، یون لیتیوم از الکترود منفی به الکترود مثبت مهاجرت می کند.

در تصویر زیر ساختار باتری لیتیوم یون جدا از مواد مشابه با باتری های Ni-Cd و Ni-NH است. اکسید فلز لیتیوم روی فویل آلومینیومی که الکترود مثبت است پوشانده شده است. گرافیت روی فویل مسی که الکترود منفی است پوشیده شده است. هر دو فویل به صورت استوانه ای با جداکننده بین آنها رول می شوند. جداکننده با مواد الکترولیت که معمولاً نمک لیتیوم به عنوان یک حلال آلی است آغشته می شود. پوشش فلزی بیرونی منفی است و درپوش بالایی ترمینال مثبت است. هر دو توسط یک واشر از هم جدا می شوند که از مواد عایق ساخته شده است.

برخی از مزایای باتری های لیتیوم یون چیست؟

در مقایسه با سایر فناوری‌های باتری قابل شارژ با کیفیت بالا (نیکل-کادمیم یا نیکل-هیدرید-فلز)، باتری‌های لیتیوم یون دارای مزایای متعددی هستند. آنها یکی از بالاترین چگالی انرژی را در بین باتری امروزی دارند (100-265 وات ساعت بر کیلوگرم) . علاوه بر این، سلول‌های باتری لیتیوم یونی می‌توانند ولتاژی تا حدود 3.6 ولت، 3 برابر بیشتر از فناوری‌هایی مانند Ni-Cd یا Ni-MH تولید کنند. این بدان معنی است که آنها می توانند مقدار زیادی جریان را برای سیستم های پرتوان ارائه کنند، همچنین دارای نرخ خود تخلیه پایینی در حدود 1.5 تا 2 درصد در ماه هستند (خود دشارژ کمتر از نصف باتری های مبتنی بر نیکل). آنها حاوی کادمیوم سمی نیستند، در نتیجه دور انداختن آنها نسبت به باتری های Ni-Cd اسیب کمتری به محیط زیست می زند.

تصویر زیر چگالی انرژی ویژه و حجمی انواع باتری ها را نشان می دهد.

باتری‌های لیتیوم یونی در موبایل، لپ‌تاپ و بسیاری از دستگاه‌های قابل حمل استفاده می‌شوند. همچنین به دلیل سبک وزن بودن در صنایع نظامی و هوافضا استفاده می شود. در مقایسه با انواع دیگر باتری ها، چگالی انرژی بالاتر و تخلیه خود کم است. همچنین در اندازه های مختلف موجود است.

مقرون به صرفه ترین باتری لیتیوم یونی از نظر نسبت هزینه به انرژی، استوانه ای 18650 است (اندازه 18 میلی متر در 65.2 میلی متر). این سلول برای برنامه هایی که به هندسه بسیار نازک نیاز ندارند استفاده می شود. اگر به یک بسته باریک نیاز دارید، سلول لیتیوم یون منشوری بهترین انتخاب است.

برخی محدودیت های باتری لیتیوم یون چیست؟

• برای حفظ ولتاژ و جریان در محدوده ایمن به مدار حفاظتی نیاز دارد.
• محدودیت های حمل و نقل داردند که این محدودیت برای باتری های شخصی اعمال نمی شود.
• گران بودن تولید – حدود 40 درصد هزینه بالاتر از نیکل کادمیوم.
• به طور کامل بالغ نشده اند – فلزات و مواد شیمیایی به طور مداوم در حال تغییر هستند.