Pelbagai

Jenis Bateri Lithium Ion

Jenis Bateri Lithium Ion


Walaupun semua bateri ion lithium, atau bateri li-ion mempunyai banyak persamaan, terdapat pelbagai jenis bateri ion litium yang ada.

Setiap jenis bateri ion lithium mempunyai ciri tersendiri dan ini bermaksud bahawa pelbagai jenis bateri ion Li-ion akan digunakan di kawasan yang berbeza.

Oleh itu, perlu memilih jenis bateri ion litium yang tepat untuk mana-mana aplikasi - memahami pelbagai jenis dan ciri-cirinya yang membolehkan jenis yang tepat dipilih untuk aplikasi tertentu.

Gambaran keseluruhan jenis bateri ion litium

Parameter seperti kimia, kos, saiz, berat, kapasiti dan banyak lagi atribut berbeza di antara pelbagai jenis bateri ion litium.

Item seperti barang genggam peralatan elektronik mulai dari telefon bimbit, hingga komputer tablet, permainan, e-pembaca dan banyak lagi memerlukan tahap ketumpatan tenaga yang tinggi digabungkan dengan tahap keselamatan yang tinggi. Untuk aplikasi ini jenis bateri Lithium Cobalt Oxide biasanya digunakan.

Dalam aplikasi lain ketumpatan tenaga yang lebih rendah dapat ditoleransi, tetapi jangka hayat bateri yang lebih lama mungkin diperlukan. Jenis bateri li-ion yang digunakan untuk aplikasi ini sering kali jenis bateri lithium ion fosfat atau lithium nikel manganese kobalt oxide kerana jenis bateri ion lithium ini menawarkan masa hayat yang lebih lama dengan mengorbankan ketumpatan tenaga yang sangat tinggi.

Untuk aplikasi automotif di mana arus tinggi adalah keperluan, jenis bateri lithium nikel manganese kobalt oxide sering digunakan.

Terdapat juga jenis bateri li-ion lain yang digunakan untuk peranan tertentu. Dengan teknologi bateri ion Lithium bergerak maju, jenis bateri lithium ion baru pasti muncul di pasaran pada selang waktu yang kerap.

Terdapat pelbagai jenis bateri ion litium. Perbezaan utama adalah bahan anod dan katod.

Setiap jenis bateri ion litium yang berlainan memberikan ciri-ciri yang berbeza dan sesuai dengan itu cenderung digunakan dalam aplikasi yang berbeza. Jenis utama diringkaskan dalam bahagian di bawah.

Lithium Cobalt Oxide, LCO

Lithium Cobalt Oxide, LiCoO2, bateri adalah sejenis bateri ion lithium yang banyak digunakan dalam banyak barangan pengguna peralatan elektronik. Ia memberikan tahap ketumpatan tenaga spesifik yang sangat tinggi bersama dengan tahap keselamatan yang baik.

Bateri terdiri daripada katod oksida kobalt dengan struktur berlapis. Anod adalah grafit (karbon). Semasa kitaran pelepasan, ion litium bergerak dari anoda ke katod, dan ke arah terbalik semasa pengisian.

Anod grafit mengehadkan jangka hayat bateri kerana antara muka elektrolit pepejal berubah dan juga sebagai hasil penebalan anod. Bateri yang lebih baru mungkin mengandungi nikel atau mangan untuk meningkatkan jangka hayat serta mengurangkan kos pembuatan.

Salah satu kelemahan bateri LCO ialah kemampuan semasa dalam pengecasan dan pelepasan terhad. Sebagai panduan, ia tidak boleh dicas atau habis pada kadar yang lebih besar daripada kapasitinya, iaitu bateri 2400mAh tidak boleh diisi atau habis dengan arus lebih besar dari 2400mA. Selalunya angka 0.8 tahap cas disyorkan.

Bateri LCO kini diganti dalam beberapa aplikasi oleh Lithium Manganese, serta jenis NMC dan NCA. Ini berlaku sebagai hasil peningkatan prestasi jenis-jenis lain ini kerana pembangunan meningkatkan prestasi dan sebagai akibat dari kos.

Ringkasan Bateri Lithium Cobalt Oxide, LCO
AtributPerincian
Ciri-ciri utamaKetumpatan tenaga tinggi; tahap keselamatan yang tinggi
Kelemahan utamaJangka hayat yang agak pendek; keupayaan beban tinggi yang terhad.
Aplikasi utamaElektronik pengguna: - telefon bimbit, permainan, komputer riba, tablet, e-pembaca, dll.
voltan3.60V nominal dengan kadar operasi khas antara 3.0 - 4.2 V / sel
Tenaga tertentu (kapasiti)150 - 200Wh / kg biasa
Hayat bateri500 - 1000 kitaran

Bateri Lithium Iron Phosphate, LFP

Lithium Iron Phosphate, bateri lithium ion jenis LFP memberikan ketahanan dalaman yang rendah dan keupayaan arus yang tinggi.

Untuk memberikan kemampuan arus yang tinggi, bateri li-ion jenis ini menggunakan bahan katod fosfat berskala nano.

Dari segi prestasi, bateri ion litium jenis ini memberikan voltan terminal yang sedikit lebih rendah dan ia mempunyai kadar pelepasan diri yang sedikit lebih tinggi daripada bentuk lain. Walau bagaimanapun, ini memberikan penarafan arus tinggi, dan kestabilan terma yang baik digabungkan dengan tahap kestabilan terma yang baik, dan baik.

Ringkasan Lithium Iron Phosphate, Bateri LFP
AtributPerincian
Ciri-ciri utamaKeupayaan semasa yang tinggi, jangka hayat kalendar yang lebih panjang.
Kelemahan utamaKadar pelepasan diri yang sedikit lebih tinggi; voltan sel rendah (3.3V)
Aplikasi utamaAlat kuasa, beberapa alat perubatan, penggemar hobi

Lithium Manganese Oxide, LMO

Bateri ion litium jenis ini menggunakan Lithium Manganese Oxide, LiMn2O4 sebagai bahan katodnya. Bateri ion litium jenis ini disusun untuk membolehkan arus tinggi mengalir dan ini memungkinkan untuk memberikan tahap arus yang sangat tinggi dan juga dapat dicas dengan pantas juga.

Secara amnya ia menggunakan struktur spinel tiga dimensi, iaitu struktur kristal dalam sistem kubik, isometrik, dengan anion oksida yang disusun dalam kisi berisi kubik. Struktur ini meningkatkan aliran ion pada elektrod, dengan itu meningkatkan keupayaan arus dan menurunkan rintangan dalaman sel. Bateri 1500mAh biasa mungkin dapat memberikan arus tetap hingga 20 A, jelas untuk waktu yang agak singkat kerana kapasiti bateri keseluruhan.

Struktur bateri ion litium jenis ini juga mempunyai kelebihan bahawa ia dapat meningkatkan kestabilan terma dan meningkatkan keselamatan sel.

Namun kelemahan sel adalah bilangan pelepasan cas / kitaran yang terhad serta jangka hayat kalendar yang terhad, iaitu penurunan dari masa ke masa sejak pembuatan.

Ringkasan Lithium Manganese Oxide, MNO Battery
AtributPerincian
Ciri-ciri utamaKeupayaan arus tinggi untuk cas dan pelepasan.
Kelemahan utamaKetumpatan tenaga yang lebih rendah daripada jenis bateri ion litium lain, hayat kitaran rendah dan jangka hayat kalendar.
Aplikasi utamaAlat kuasa, beberapa alat perubatan beberapa kenderaan.
voltan~ 3.70V nominal
Tenaga khusus100 - 150Wh / kg
Jangka hayat400 - 750 kitaran

Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oksida, NCA

Baterai Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oksida, atau NCA, adalah jenis bateri li-ion yang jarang dilihat dalam aplikasi pengguna tetapi sedang diselidiki untuk industri automotif. Kelebihan utamanya ialah ia mempunyai jangka hayat yang baik dan angka ketumpatan tenaga dan tenaga yang tinggi.

Walau bagaimanapun ciri-ciri ini berharga dan memandangkan elemen keselamatan, ia mesti digunakan dengan berhati-hati. Pembangunan lebih lanjut juga diperlukan untuk membawanya ke keadaan di mana bateri li-ion jenis ini dapat digunakan dengan lebih meluas.

Ringkasan Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oksida, NCA
AtributPerincian
Ciri-ciri utamaKetumpatan tenaga tinggi, ketumpatan daya tinggi, jangka hayat yang baik.
Kelemahan utamaKos yang tinggi; keselamatan memerlukan lebih banyak perhatian dalam reka bentuk dan penggunaannya.
Aplikasi utama

Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide, NMC

Jenis bateri lithium nikel manganese kobalt oxide lithium menggunakan katod yang terdiri daripada gabungan nikel, mangan, dan kobalt.

Kunci jenis bateri ion lithium ini adalah gabungan nikel dan mangan. Nikel terkenal dengan tenaga spesifik yang tinggi, tetapi kestabilannya rendah sedangkan mangan memberikan daya tahan dalaman yang rendah tetapi dengan kos tenaga spesifik rendah. Menggabungkan kedua-duanya dalam sel dengan cara yang betul dapat memberikan keseimbangan sifat kedua-dua logam yang diperlukan.

Gabungan katod sering terdiri daripada gabungan nikel, mangan dan kobal dalam perkadaran yang sama dalam kombinasi yang dikenali sebagai 1-1-1. Kombinasi ini mengurangkan kos dengan mengurangkan kandungan kobalt, sementara masih mengekalkan beberapa parameter prestasi utama.

Kombinasi popular lain terdiri daripada 5 bahagian nikel, 3 bahagian kobalt & 2 bahagian mangan (5-3-2).

Bateri lithium ion jenis NMC dapat dioptimumkan sama ada untuk daya spesifik tinggi atau tenaga spesifik tinggi. Dengan kos kobalt yang tinggi, pengeluar berusaha untuk menjauhkan diri dari penggunaannya, sering meningkatkan penggunaan nikel, jadi ini sering menjadi fakta utama dalam pemilihan komposisi bateri.

Ringkasan Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide, NMC
AtributPerincian
Ciri-ciri utamaKuasa atau tenaga khusus yang tinggi.
Kelemahan utamaKetumpatan kuasa / tenaga tidak setinggi beberapa jenis lain.
Aplikasi utamaAlat kuasa dan kenderaan elektrik.
voltan3.60 - 3.70 V
Tenaga khusus160 - 230Wh / kg
Jangka hayat1000 - 2000 kitaran.

Jenis bateri ion lithium ini adalah antara bateri yang lebih popular. Walaupun teknologi ini terus berkembang, teknologi lithium ion baru selalu dikembangkan dan yang ada dikembangkan. Ini timbul dari keperluan pengeluar peralatan. Teknologi bateri secara amnya memaksa pengembangan ke depan dan sejumlah besar dilaburkan. Hasilnya, ini adalah bidang teknologi yang bergerak pantas di mana peningkatan selalu dilihat.

Tonton videonya: Kelas Anne Latifah Jenis-jenis BATERI (November 2020).