리튬 이온 배터리는 유지 관리가 덜 필요한 배터리로, 대부분의 다른 화학 제품에서는 주장할 수 없는 장점입니다. 배터리에는 메모리가 없으며 좋은 상태를 유지하기 위해 운동(의도적인 완전 방전)이 필요하지 않습니다. 자체 방전은 니켈 기반 시스템의 절반 미만이며 이는 연료 게이지 응용 분야에 도움이 됩니다. 3.60V의 공칭 셀 전압은 휴대폰, 태블릿 및 디지털 카메라에 직접 전력을 공급할 수 있어 다중 셀 설계에 비해 단순화 및 비용 절감 효과를 제공합니다. 단점은 남용을 방지하기 위한 보호 회로가 필요하고 가격이 비싸다는 점입니다.
리튬 이온 배터리의 유형
그림 1은 프로세스를 보여줍니다.
리튬 이온 배터리는 유지 관리가 덜 필요한 배터리로, 대부분의 다른 화학 제품에서는 주장할 수 없는 장점입니다. 배터리에는 메모리가 없으며 좋은 상태를 유지하기 위해 운동(의도적인 완전 방전)이 필요하지 않습니다. 자체 방전은 니켈 기반 시스템의 절반 미만이며 이는 연료 게이지 응용 분야에 도움이 됩니다. 3.60V의 공칭 셀 전압은 휴대폰, 태블릿 및 디지털 카메라에 직접 전력을 공급할 수 있어 다중 셀 설계에 비해 단순화 및 비용 절감 효과를 제공합니다. 단점은 남용을 방지하기 위한 보호 회로가 필요하고 가격이 비싸다는 점입니다.
소니의 오리지널 리튬 이온 배터리는 코크스를 양극(석탄 제품)으로 사용했습니다. 1997년 이후 Sony를 포함한 대부분의 리튬 이온 제조업체는 더 평평한 방전 곡선을 얻기 위해 흑연으로 전환했습니다. 흑연은 장기간의 주기 안정성을 지닌 탄소의 한 형태로 연필심에 사용됩니다. 가장 일반적인 탄소 재료이며, 경질 탄소와 연질 탄소가 그 뒤를 따릅니다. 나노튜브 탄소는 얽히고 성능에 영향을 미치는 경향이 있기 때문에 아직 리튬 이온에서 상업적인 용도를 찾지 못했습니다. 리튬이온의 성능을 향상시킬 미래 소재는 그래핀이다.
그림 2는 흑연 양극과 초기 코크스 버전을 사용하는 최신 리튬 이온의 전압 방전 곡선을 보여줍니다.
흑연 양극의 성능을 향상시키기 위해 실리콘 기반 합금을 포함한 여러 가지 첨가제가 시도되었습니다. 단일 리튬 이온에 결합하려면 6개의 탄소(흑연) 원자가 필요합니다. 단일 실리콘 원자는 4개의 리튬 이온과 결합할 수 있습니다. 이는 실리콘 양극이 이론적으로 흑연에 비해 10배 이상의 에너지를 저장할 수 있다는 뜻이지만, 충전 중 양극의 팽창이 문제가 된다. 따라서 순수 실리콘 양극은 실용적이지 않으며 우수한 사이클 수명을 달성하기 위해 일반적으로 실리콘 기반 양극에 실리콘의 3~5%만 추가됩니다.
나노 구조의 티탄산리튬을 양극 첨가제로 사용하면 유망한 사이클 수명, 우수한 부하 성능, 뛰어난 저온 성능 및 뛰어난 안전성을 나타내지만 비에너지가 낮고 비용이 높습니다.
양극 및 양극 재료를 실험하면 제조업체가 본질적인 품질을 강화할 수 있지만 한 가지 향상이 다른 향상을 저해할 수 있습니다. 소위 "에너지 셀"은 특정 에너지(용량)를 최적화하여 긴 작동 시간을 달성하지만 특정 전력은 더 낮습니다. "Power Cell"은 뛰어난 특정 전력을 제공하지만 용량은 더 낮습니다. "하이브리드 셀"은 절충안이며 두 가지를 모두 제공합니다.
제조업체는 값비싼 코발트 대신 니켈을 첨가하여 상대적으로 쉽게 높은 비에너지와 저렴한 비용을 얻을 수 있지만 이로 인해 전지의 안정성이 떨어집니다. 신생 기업은 빠른 시장 수용을 위해 높은 비에너지와 저렴한 가격에 집중할 수 있지만 안전성과 내구성은 타협할 수 없습니다. 평판이 좋은 제조업체는 안전성과 수명에 대해 높은 무결성을 추구합니다.
대부분의 리튬 이온 배터리는 알루미늄 집전체에 코팅된 금속 산화물 양극(음극), 구리 집전체에 코팅된 탄소/흑연으로 만든 음극(양극), 분리막 및 전해질로 구성된 유사한 디자인을 공유합니다. 유기용매에 리튬염을 넣어 만든 것. 더 많은 정보를 원하시면 teda Battery.com을 방문하세요.
표 3에는 리튬 이온의 장점과 한계가 요약되어 있습니다.
게시 시간: 2022년 6월 26일