Літій-іонний акумулятор
Літій-іонний акумулятор (англ. Lithium-ion battery, скорочено Li-ion) — тип електричного акумулятора, широко розповсюджений в побутовій електроніці. Перший літій-іонний акумулятор розробила корпорація Sony в 1991 році.
Зміст |
Принцип дії
В літій-іонному акумуляторі накопичення заряду відбувається за рахунок міграції іонів літію між катодом і анодом, розділених електролітом. Матеріалом катода служить кераміка зі значним вмістом літію (наприклад, LiCoO2), в якій іони літію завдяки малим розмірам доволі рухливі. Матеріалом анода зазвичай служить графіт, в який іони літію можуть проникати й інтеркалюватися між шарами. При прикладенні постійної напруги іони літію виходять з анода, проходять через електроліт й осідають в графіті, заряджаючи його. При відключенні напруги в електроліті утворюється подвійний шар, який не дозволяє іонам перебігти назад. Розрядка відбувається практично тільки за рахунок електричного струму через зовнішнє коло.
Характеристики
- Енергетична густина: 110 … 200 Вт*год/кг
- Внутрішній опір: 150 … 250 мОм (для батареї 7,2 В)
- Число циклів заряд/розряд до втрати 20 % ємності: 500—1000
- Час швидкого заряду: 2-4 години
- Допустимий перезаряд: дуже низький
- Саморозряд при кімнатній температурі: 7 % в рік
- Напруга максимальна в елементі: 4,18..4,20 В (повністью заряжений)
- Напруга мінімальна: 2,5..2,75 В(повністью розряджений)
- Струм навантаження відносно ємності (С):
- — піковий: більше 2С
- — найбільше допустимий: до 1С
- Діапазон робочих температур: −20 — +60 °C
- обслуговування: не регламентується
Будова [ред.]
Спочатку в якості від’ємних пластин застосовували кам’яновугільний кокс, надалі став застосовувтися графіт. В якості додатніх пластин використовують оксиди літію з кобальтом або марганцем.
При заряді літій-йонних акумуляторів протікає наступна реакція:
- на позитивних пластинах: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe−
- на від’ємних пластинах: С + xLi+ + xe− → CLix
При розряді протікає зворотна реакція.
