Что такое литий-ионный аккумулятор (Li-ion)?

Определение в одном предложении

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) - это перезаряжаемое устройство для хранения энергии, которое вырабатывает электричество за счет обратимого перемещения ионов лития между анодом и катодом через электролит, обеспечивая высокую плотность энергии и длительный срок службы для широкого спектра применений.[Исследовательские институты UL]

Подробное объяснение

Литий-ионные аккумуляторы являются доминирующей технологией перезаряжаемых батарей в современном мире, питая все - от смартфонов и ноутбуков до электромобилей и промышленного оборудования. Их работа основана на перемещении ионов лития между двумя электродами - анодом (обычно графитовым) и катодом (различными оксидами литиевых металлов) - через жидкий или гелевый электролит. Во время разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду, высвобождая энергию; при зарядке этот процесс обращается вспять. Такая химия обеспечивает высокую плотность энергии, низкий саморазряд и способность выдерживать от сотен до тысяч циклов заряда.[DOE]

Ключевые компоненты

• Анод: Обычно изготавливается из графита, накапливает ионы лития во время зарядки.
• Катод: Изготовлены из оксидов литиевых металлов (например, NMC, LFP, NCA), определяют плотность энергии и безопасность.
• Электролит: Органический растворитель с литиевой солью, обеспечивающий движение ионов.
• Сепаратор: Пористая полимерная пленка, предотвращающая короткое замыкание и пропускающая ионный поток.
• Нынешние коллекционеры: Проводящие пленки, соединяющие электроды с внешними цепями.
• Система управления аккумулятором (BMS): Контролирует и защищает батарею, обеспечивая безопасную работу, балансируя элементы и предотвращая перезаряд/разряд.[Synopsys]

Варианты химического состава и производительность

Литий-ионные аккумуляторы бывают нескольких видов, каждый из которых обладает уникальными достоинствами:

• NMC (никель-марганец-кобальт-оксид): Высокая плотность энергии, широко используется в электромобилях и промышленных приложениях.
• LFP (литий-железо-фосфат): Превосходная безопасность, длительный срок службы и термическая стабильность - идеальное решение для стационарных хранилищ и критически важных систем безопасности.
• NCA (никель-кобальт-алюминиевый оксид): Очень высокая плотность энергии, используется в высокопроизводительных электромобилях (например, Tesla).
• LCO (оксид лития-кобальта): Распространены в бытовой электронике благодаря высокой плотности энергии.

Типичная плотность энергии составляет 150-260 Вт-ч/кг, а срок службы - от 500 до более 2 000 циклов в зависимости от химического состава и условий использования.[Университет аккумуляторов]

Безопасность и международные стандарты

Безопасность имеет первостепенное значение при разработке литий-ионных аккумуляторов. Ключевые международные стандарты включают:

• UL (Underwriters Laboratories): Строгая сертификация безопасности (например, UL 1642, UL 2054).
• CE (европейское соответствие): Обязательно для продукции в Европейской экономической зоне.
• RoHS: Запрещает использование опасных веществ.
• IEC 62133: Глобальный стандарт безопасности для перезаряжаемых батарей. Соответствие стандарту обеспечивает проверку батарей на электрическую, механическую и термическую безопасность, снижая риск возгорания или взрыва.[Батареи Инк.]

Применение в реальном мире

Литий-ионные аккумуляторы являются неотъемлемой частью:

• Устройства для умного дома (например, датчики, системы безопасности)
• Портативная электроника (например, смартфоны, планшеты)
• Промышленное оборудование (например, робототехника, резервное питание)
• Электромобили и системы хранения энергии

Юнбан специализируется на производстве литий-ионных аккумуляторов для B2B-клиентов в секторах "умного дома", промышленности и бытовой электроники, поддерживая более 2 500 клиентов в 30 с лишним странах. Все продукты соответствуют международным сертификатам (UL, CE, RoHS) и поддерживаются передовой технологией BMS для обеспечения безопасности и надежности. Узнайте больше об индивидуальных решениях Yungbang.

Смежные понятия

• Литий-полимерный аккумулятор (LiPo): Вариант с использованием полимерного электролита для гибких формфакторов.
• Система управления аккумулятором (BMS): Необходим для обеспечения безопасности, производительности и долговечности.
• 18650: Обычный цилиндрический формат литий-ионного элемента.
• Плотность энергии: Количество энергии, запасенной на единицу массы.
• Цикл жизни: Количество циклов заряда/разряда до значительной потери емкости.
• Тепловой побег: Опасность для здоровья, когда чрезмерное нагревание приводит к неконтролируемым реакциям.

Для более глубокого погружения см. BU-205: Типы литий-ионных и Технический обзор Ossila.

Готовы обеспечить свои инновации сертифицированными и индивидуальными литий-ионными решениями? Контактная информация Юнбан сегодня.