Pin lithium-ion là loại pin được làm bằng dung dịch điện phân không chứa nước với kim loại lithium hoặc hợp kim lithium làm vật liệu điện cực âm. Năm 1912, Gilbert n. Lewis lần đầu tiên đề xuất và nghiên cứu về pin kim loại lithium. Vào những năm 1970, MS Whittingham đã đề xuất và bắt đầu nghiên cứu về pin lithium-ion. Do các đặc tính hóa học rất tích cực của liti kim loại, việc chế biến, bảo quản và sử dụng liti kim loại có các yêu cầu về môi trường rất cao. Vì vậy, pin lithium-ion đã không được sử dụng trong một thời gian dài. Với sự phát triển của khoa học công nghệ, pin lithium-ion đã trở thành xu hướng chủ đạo.
Pin Lithium-ion có thể được chia thành hai loại: pin lithium metal và pin lithium-ion. Pin lithium-ion không chứa lithium kim loại và có thể sạc lại được. Pin lithium metal có thể sạc lại thế hệ thứ năm ra đời năm 1996, độ an toàn, dung lượng cụ thể, tốc độ tự xả và tỷ lệ hiệu suất tốt hơn so với pin lithium-ion. Do yêu cầu kỹ thuật cao của riêng mình, chỉ có một số công ty ở một vài quốc gia hiện đang sản xuất pin kim loại lithium như vậy.
Pin Lithium-ion có những ưu điểm sau:
Mật độ năng lượng cao: Theo các vật liệu điện cực khác nhau, khối lượng của nó có thể đạt 15 0 ~ 200Wh / kg (540 ~ 720kJ / kg). Âm lượng có thể đạt 250 ~ 530Wh / L (0,9 ~ 1,9kJ / cm3). [2]
Điện áp hở mạch cao: với sự thay đổi của vật liệu điện cực, lên đến 3,3 ~ 4,2v.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Không có hiệu ứng bộ nhớ: Pin lithium iron phosphate không có hiệu ứng bộ nhớ, pin có thể được sạc và xả bất cứ lúc nào mà không cần sạc đầy, và rất dễ sử dụng và bảo trì.
Tự xả thấp:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng: -20 độ ~ 60 độ hoạt động bình thường.
Sạc và xả nhanh
Do đó, pin lithium-ion được sử dụng rộng rãi trong điện tử tiêu dùng, các sản phẩm đặc biệt, sản phẩm đặc biệt và các lĩnh vực khác. Pin lithium-ion là một loại pin có thể sạc lại hoạt động bằng cách di chuyển các ion lithium giữa các điện cực dương và âm. Pin lithium-ion sử dụng các hợp chất lithium xen kẽ làm vật liệu điện cực. Hiện tại, lithium coban oxide (LiCoO2), lithium mangan acid (LiMn2O4), lithium niken acid (LiNiO2) và lithium iron phosphate (LiFePO4) là những vật liệu điện cực âm thường được sử dụng cho pin lithium ion. Đồng thời, pin lithium-ion cũng có những nhược điểm sau: (1) Không thể dung nạp quá mức khi phóng điện quá mức: trong trường hợp phóng điện quá mức (điện áp trong quá trình phóng điện nhỏ hơn 3. 0 v), lithium xen kẽ quá mức các ion sẽ cố định trong mạng tinh thể và không thể phóng ra nữa, dẫn đến tuổi thọ bị rút ngắn. , và phóng điện sâu có nhiều khả năng làm hỏng pin hơn. Do đó, sử dụng nguồn điện cực thấp có thể làm hỏng pin, nhưng miễn là pin được sạc ở điện áp cao nhiều lần, thì khả năng sạc tối đa của pin là có thể được kích hoạt lại. (2) Quá tải không thể chịu được: Trong quá trình sạc quá mức, điện cực bị tước đi bởi một lượng lớn các ion liti và các ion liti không được bổ sung kịp thời, dẫn đến sự sụp đổ trong thời gian dài của mạng tinh thể, điều này làm giảm khả năng lưu trữ của năng lượng điện. Vì vậy, pin Li-Ion phải được sử dụng thường xuyên để tránh việc chúng được sạc đầy và liên tục cắm vào đầu nối bộ sạc. Nó là cần thiết để giữ cho dòng electron được lưu trữ bên trong đúng cách và duy trì sức khỏe lâu dài của pin. (3) Lão hóa không thể chịu được nhiệt, không giống như các loại pin sạc khác, pin lithium-ion chắc chắn sẽ suy giảm theo chu kỳ chậm tự nhiên với chu kỳ sử dụng, ngay cả khi không sử dụng, dung lượng lưu trữ sẽ giảm, liên quan đến việc sử dụng (trừ khi nó là một nguy cơ lạm phát quá mức Đi xe đạp dẫn đến mất các lớp mạng, vì quá trình lão hóa được gọi một cách thích hợp hơn là mất mát) và phụ thuộc vào nhiệt độ. Một cơ chế có thể xảy ra là điện trở bên trong được bổ sung dần dần, do đó, các thiết bị điện tử có dòng điện hoạt động cao dễ bị suy giảm nhiệt hơn và cũng cần được bảo vệ chống lại nhiệt độ bên ngoài.