Lithium-ion-akkumulator

type genopladeligt batteri
(Omdirigeret fra Lithium-ion batteri)

En Lithium-ion-akkumulator er et elektrisk genopladeligt batteri der er baseret på lithium. Li-Ion-batteriet udmærker sig med sin store energibeholdning.

Li-Ionbatteri
Cylindric cell (18650)opened

Teknologien blev i høj grad udviklet af John B. Goodenough, Stanley Whittingham, Rachid Yazami og Akira Yoshino i 1970'erne og 1980'erne,[1][2] og blev herefter kommercieliseret af Sony og Asahi Kasei-gruppe ledet af Yoshio Nishi i 1991.

Lithium-ion-batterier bruges i dag i de fleste opladbare elektroniske elementer, som for eksempel mobiltelefoner og spillemaskiner.

De genopladelige miljørigtige Lithium-ion-batterier er efterhånden blevet almindelige. Batteritypen har den højeste energitæthed af genopladelige batterier og er derfor særligt velegnet til at strømforsyne bærbart udstyr, hvor laveste vægt og længst mulige driftstid er vigtige egenskaber, for eksempel i trådløse telefoner. Li-Ion-batteriet arbejder med en anden batterispænding end andre genopladelige batterier og er derfor som oftest ikke et direkte alternativ til disse. Lithium-ionbatterier har elektroderne: Carbon og litiumkoboltoksid.

Den bedste temperatur at opbevare Li-ion-batterier i er 48,8% opladet ved ca. 10 °C, altså i køleskabet. Jo højere temperatur og opladningsstand, jo hurtigere selvafladning, dog tager Lithium-ion-batterier skade af at blive helt afladet[3]. Lithium-ion-batterier kan lagres over en længere periode end f.eks. NiCd eller NiMH batterier uden at miste deres opladning.

Materialer

redigér

Selvom der er blevet undersøgt mange tusinder af forskellige materialer til brug i lithium-ion batterier, er det anvendelige kemiområde for denne teknologi, der er gjort til kommercielle anvendelser, ekstremt lille. Alle kommercielle Li-ion celler bruger interkalationsforbindelser som aktive materialer:

-Anoden (eller den negative elektrode) er normalt grafitt, selvom silicium ofte er blevet blandet med grafitt i kommercielle celler siden ca. 2015.

-Opløsningsmidlerne i kommercielle Li-ion batterier omfatter organiske carbonater, såsom ethylencarbonat og dimethylcarbonat, der danner fast elektrolytisk interfase på negoden, hvilket tillader Li+ iontransport, men ikke elektrontransport.

-Ud over carbonatopløsningsmidlet indeholder batterielektrolytten et lithiumsalt. Lithiumhexafluorophosphat bruges mest, fordi det passiverer den positive aluminiumsstrømleder.

-Der er mere mangfoldighed blandt positive elektroaktive materialer (katoder). De vælges fra en gruppe bestående af lagdelt LiCoO2 og LiNiO2, spinel LiMn2O4, olivin LiFePO4, og deres kombinationer/derivater.

-Den negative strømleder er normalt lavet af kobber og bruger en punktsvejset nikkelstrømleder.

-Den positive strømleder er normalt lavet af aluminium og bruger en ultralydssvejset titanium tap.

-Lithium-ion celler kan fremstilles for at optimere energi- eller effekttæthed. Håndholdte elektronik bruger primært lithium-polymer batterier (med en polymergel som elektrolyt), et lithiumkoboltoxid (LiCoO2) katodemateriale og en grafittanode, der sammen tilbyder høj energitæthed. Lithiumjernfosfat (LiFePO4), lithiummanganoxid (LiMn2O4 spinel) eller lithiumnikkelmanganoxid (LiNiMnCoO2 eller NMC) kan tilbyde længere levetid og en højere afladningshastighed.[kilde mangler]

Lithium-ion-batterier har en typisk livscyklus på omkring 500 opladninger.[4]

Referencer

redigér
  1. ^ "The Nobel Prize in Chemistry 2019". NobelPrize.org.
  2. ^ "IEEE Medal for Environmental and Safety Technologies Recipients". IEEE Medal for Environmental and Safety Technologies. Institute of Electrical and Electronics Engineers. Hentet 29. juli 2019.
  3. ^ How to Prolong Lithium-based Batteries - Battery University
  4. ^ Alt afhængig af opladningstypen og kapaciteten på batteriet. 500 opladninger er blot en huskeregel.

Eksterne henvisninger

redigér