Litij-ionska baterija: Razlika med redakcijama

Izbrisana vsebina Dodana vsebina

Znotrajvrstično

Redakcija: 23:47, 25. avgust 2021

Li-Ion baterija tudi Li-ionska baterija in litijionska baterija je vrsta polnilne baterije, pri kateri se ioni premikajo od negativne elektrode k pozitivni med praznjenjem in obratno pri polnjenju. Polnilne litijeve baterije uporabljajo interkalirani (ang. interkalacija) litij v elektrodah, v nasprotju z nepolnilnimi litijevimi baterijami, ki uporabljajo kovinski (metalni) litij.

Li-ionske baterije se veliko uporabljajo v elektroniki, so med najbolj priljubljenimi polnilnimi baterijami.

Specifikacije

energetska gostota: 250–730 W·h/L (0.90–2.23 MJ/L)
specifična energija: 100–265 W·h/kg (0.36–0.95 MJ/kg)
specifična moč: ~250-~340 W/kg
izkoristek cikla (polnjenje/praznjenje): 80-90%
okvirna cena: 2.5 W·h/US$
število ciklov: 400-1200
napetost celice: NMC 3.6 / 3.7 V; LiFePO4 3.2 V
samoizpraznjenje (na mesec): 8% pri 21 °C; 15% pri 40 °C; 31% pri 60 °C

Li-Ion baterije nimajo spominskega efekta (ang. memory effect) – primer, ko se baterija ne napolni do konca, če je pred polnjenjem ne izpraznimo popolnoma. Zadnje študije kažejo, da je možen tudi pri teh baterijah majhen spominski efekt. ^[1]).

Poleg elektronike se širi področje uporabe na vojaško tehniko, vesoljske satelite, letala Boeing 787, Električni avtomobil in električno kolo. V nekaterih primerih zamenjujejo svinčene in NiCd akumulatorje zaradi majhne teže. ^[2]: Li-Ion baterije imajo lažje elektrode kot svinčevi akumulatorji. Prav tako lahko dobavijo isto izhodno napetost zato ni potrebna modifikacija vozila^[3]

Litijeve baterije je prvič predlagal M Stanley Whittingham, ko je delal za Exxon v 1970ih. Za elektrode je uporabil titanijev (IV) sulfat in kovinski litij. Interkalacijo je predlagal J. O. Besenhard s TU Münchna. Primarne (za enkratno uporabo) so imele varnostne probleme. Zato so naredili Li-Ion v katerih so obe elektrodi vsebovale litijeve ione.

Na Univerzi v Oxfordu sta leta 1979 John Goodenough in Koichi Mizushima predstavila polnilno baterijo z 4 volti napetosti LIB (litij kobalt oksid) za pozitivno elektrodo in kovinski litij za negativno elektrodo.^[4] Nova baterija LIB s stabilno pozitivno elektrodo, ki deluje kot darovalec litijevih ion, je omogočila uporabo stabilnih materialov za negativno elektrodo. S tem se je zelo povečala možnost uporabe nove polnilne baterije.

Leta 1977 je Samar Basu demonstriral interkalacijo litija in grafita. To je vodilo v razvoj nove elektrode, alternativo kovinski litijevi elektrodi. Leta 1980 je Rachid Yazami demonstriral reverzibilno interkalacijo litija in grafita.^[5]^[6]. Organski elektroliti takrat na voljo so se razstavili med polnjenjem z negativno grafitno elektrodo, kar je upočasnilo razvoj litij/grafitne baterije. Yazami je uporabil trdni elektrolit in dokazal reverzibilno interkalacijo grafita/litija. Ta dizajn se največkrat uporablja za elektrode v komercialnih Li-Ion baterijah.

Leta 1983 je Michael M. Thackeray s sodelavci odkril nov material za pozitivno elektrodo – manganov spinel. Koncept je pokazal nove možnosti, bil je poceni, dober prevodnik ionov s tridimenzionalno strukturo, kar mu omogoča dobro strukturno stabilnost. Sicer se spinel obrablja, a to se da nadomestiti s kemično modifikacijo materiala.

Sklici

↑ Tsuyoshi Sasaki, Yoshio Ukyo & Petr Novák (14. april 2013). »Memory effect in a lithium-ion battery«. nature.com.
↑ Ballon, Massie Santos (14. oktober 2008). »Electrovaya, Tata Motors to make electric Indica«. cleantech.com. Cleantech Group. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 9. maja 2011. Pridobljeno 11. junija 2010.
↑ »Explain how lithium batteries work in electric golf carts«. LithiumBoost. Pridobljeno 9. maja 2013.
↑ »USPTO search for inventions by "Goodenough, John"«. Patft.uspto.gov. Pridobljeno 8. oktobra 2011.
↑ International Meeting on Lithium Batteries, Rome, 27–29 April 1982, C.L.U.P. Ed. Milan, Abstract #23
↑ DOI: 10.1016/0378-7753(83)87040-2
This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or ročna razširitev

[1] Tsuyoshi Sasaki, Yoshio Ukyo & Petr Novák (14. april 2013). »Memory effect in a lithium-ion battery«. nature.com.

[2] Ballon, Massie Santos (14. oktober 2008). »Electrovaya, Tata Motors to make electric Indica«. cleantech.com. Cleantech Group. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 9. maja 2011. Pridobljeno 11. junija 2010.

[3] »Explain how lithium batteries work in electric golf carts«. LithiumBoost. Pridobljeno 9. maja 2013.

[4] »USPTO search for inventions by "Goodenough, John"«. Patft.uspto.gov. Pridobljeno 8. oktobra 2011.

[5] International Meeting on Lithium Batteries, Rome, 27–29 April 1982, C.L.U.P. Ed. Milan, Abstract #23

[6] DOI: 10.1016/0378-7753(83)87040-2
This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or ročna razširitev

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

@@ Vrstica 1: / Vrstica 1: @@
 [[Slika:Nokia Battery.jpg|sličica|Nokia baterija za mobitel]]
 [[Slika:Li ion laptop battery.jpg|sličica|Baterija za prenosnik (176 kJ)]]
-'''Li-Ion baterija''' tudi '''Li-ionska baterija''' in '''litij-ionska baterija''' je vrsta polnilne [[baterija (elektrika)|baterije]], pri kateri se [[ion]]i premikajo od negativne elektrode k pozitivni med praznenjem in obratno pri polnenju. Polnilne litijeve baterije uporabljajo interkalirani (ang. interkalacija) litij v elektrodah, v nasprotju z nepolnilnimi litijevimi baterijami, ki uporabljajo kovinski (metalni) litij.
+'''Li-Ion baterija''' tudi '''Li-ionska baterija''' in '''litijionska baterija''' je vrsta polnilne [[baterija (elektrika)|baterije]], pri kateri se [[ion]]i premikajo od negativne elektrode k pozitivni med praznjenjem in obratno pri polnjenju. Polnilne litijeve baterije uporabljajo interkalirani (ang. interkalacija) litij v elektrodah, v nasprotju z nepolnilnimi litijevimi baterijami, ki uporabljajo kovinski (metalni) litij.
-Li-ionske baterije se veliko uporablja v elektroniki, so ene izmed najbolj priljubljenih polnilnih baterij.
+Li-ionske baterije se veliko uporabljajo v elektroniki, so med najbolj priljubljenimi polnilnimi baterijami.
 == Specifikacije ==
@@ Vrstica 16: / Vrstica 16: @@
 *  samoizpraznjenje (na mesec): 8% pri 21 °C; 15% pri 40 °C; 31% pri 60 °C
-Li-Ion baterije nimajo spominskega efekta (ang. memory effect) – primer, ko se baterija ne napolni do konca, če je ne poponoma izpraznimo pred polnenjem. Zadnje študije kažejo, da je možen tudi pri teh baterijah majhen spominski efekt. <ref>{{cite web |url=http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3623.html |title=Memory effect in a lithium-ion battery |publisher=nature.com |author=Tsuyoshi Sasaki, Yoshio Ukyo & Petr Novák |date=14 April 2013}}</ref>).
+Li-Ion baterije nimajo spominskega efekta (ang. memory effect) – primer, ko se baterija ne napolni do konca, če je pred polnjenjem ne izpraznimo popolnoma. Zadnje študije kažejo, da je možen tudi pri teh baterijah majhen spominski efekt. <ref>{{cite web |url=http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3623.html |title=Memory effect in a lithium-ion battery |publisher=nature.com |author=Tsuyoshi Sasaki, Yoshio Ukyo & Petr Novák |date=14 April 2013}}</ref>).
 Poleg elektronike se širi področje uporabe na vojaško tehniko, vesoljske [[satelit]]e, letala [[Boeing 787]], [[Električni avtomobil]] in [[električno kolo]]. V nekaterih primerih zamenjujejo svinčene in NiCd akumulatorje zaradi majhne teže. <ref>{{cite web|url=http://www.cleantech.com/news/3694/electrovaya-tata-motors-make-electric-indica |archiveurl=http://web.archive.org/web/20110509010846/http://www.cleantech.com/news/3694/electrovaya-tata-motors-make-electric-indica |archivedate=2011-05-09 |title=Electrovaya, Tata Motors to make electric Indica |date=14 October 2008| author=Ballon, Massie Santos|publisher=Cleantech Group|work=cleantech.com|accessdate=11 June 2010}}</ref>: Li-Ion baterije imajo lažje elektrode kot svinčevi akumulatorji. Prav tako lahko dobavijo isto izhodno napetost zato ni potrebna modifikacija vozila<ref>{{cite web|url=http://www.lithiumboost.com/about.html |title=Explain how lithium batteries work in electric golf carts |publisher=LithiumBoost |date= |accessdate=2013-05-09}}</ref>
-Litijeve baterije je prvič predlagal M Stanley Whittingham, ko je delal za Exxon v 1970ih. Za elektrode je uporabil titanijev (IV) sulfat in kovinski litij. Interkalacijo je predlagal J. O. Besenhard z TU Muenchen-a. Primarne (za enkratno uporabo) so imele varnostne probleme. Zato so naredili Li-Ion v katerih so obe elektrodi vsebovale litijeve ione.
+Litijeve baterije je prvič predlagal M Stanley Whittingham, ko je delal za Exxon v 1970ih. Za elektrode je uporabil titanijev (IV) sulfat in kovinski litij. Interkalacijo je predlagal J. O. Besenhard s TU Münchna. Primarne (za enkratno uporabo) so imele varnostne probleme. Zato so naredili Li-Ion v katerih so obe elektrodi vsebovale litijeve ione.
-Na [[Univerza v Oxfordu|Univerzi v Oxfordu]] sta leta 1979 [[John Goodenough]] in [[Koichi Mizushima]] predstavila polnilno baterijo z 4 volti napetosti LIB (litij kobalt oksid) za pozitivno elektrodo in kovinski ltij za negativno elektrodo.<ref>{{cite web|url=http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&r=0&f=S&l=50&d=PTXT&RS=IN%2F%22goodenough%22&Refine=Refine+Search&Refine=Refine+Search&Query=in%2F%22goodenough%2C+john%22 |title=USPTO search for inventions by "Goodenough, John" |publisher=Patft.uspto.gov |accessdate=8 October 2011}}</ref> Nova baterija LIB s stabilno pozitivno elektrodo, ki deluje kot darovalec litijevih ion, je omogočila uporabo stabilnih materialov za negativno elektrodo. S tem se je zelo povečala možnost uporabe nove polnilne baterije.
+Na [[Univerza v Oxfordu|Univerzi v Oxfordu]] sta leta 1979 [[John Goodenough]] in [[Koichi Mizushima]] predstavila polnilno baterijo z 4 volti napetosti LIB (litij kobalt oksid) za pozitivno elektrodo in kovinski litij za negativno elektrodo.<ref>{{cite web|url=http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&r=0&f=S&l=50&d=PTXT&RS=IN%2F%22goodenough%22&Refine=Refine+Search&Refine=Refine+Search&Query=in%2F%22goodenough%2C+john%22 |title=USPTO search for inventions by "Goodenough, John" |publisher=Patft.uspto.gov |accessdate=8 October 2011}}</ref> Nova baterija LIB s stabilno pozitivno elektrodo, ki deluje kot darovalec litijevih ion, je omogočila uporabo stabilnih materialov za negativno elektrodo. S tem se je zelo povečala možnost uporabe nove polnilne baterije.
-Leta 1977 je Samar Basu demonstriral interkalacijo litija in grafita. To je vodilo v razvoj nove elektrode, alternativo kovinski litijevi elektrodi. Leta 1980 je [[Rachid Yazami]] demonstriral reverzibilno interkalacijo litija in grafita.<ref>International Meeting on Lithium Batteries, Rome, 27–29 April 1982, C.L.U.P. Ed. Milan, Abstract #23</ref><ref>{{cite doi|10.1016/0378-7753(83)87040-2}}</ref>. Organski elektroliti takrat na voljo so se razstavili med polnenjem z negativno grafitno elektrodo, kar je upočasnilo razvoj litij/grafitne baterije. Yazami je uporabil trdni elektrolit in dokazal reverzibilno interkalacijo grafita/litija. Ta dizajn se največkrat uporablja za elektrode v komercialnih Li-Ion baterijah.
+Leta 1977 je Samar Basu demonstriral interkalacijo litija in grafita. To je vodilo v razvoj nove elektrode, alternativo kovinski litijevi elektrodi. Leta 1980 je [[Rachid Yazami]] demonstriral reverzibilno interkalacijo litija in grafita.<ref>International Meeting on Lithium Batteries, Rome, 27–29 April 1982, C.L.U.P. Ed. Milan, Abstract #23</ref><ref>{{cite doi|10.1016/0378-7753(83)87040-2}}</ref>. Organski elektroliti takrat na voljo so se razstavili med polnjenjem z negativno grafitno elektrodo, kar je upočasnilo razvoj litij/grafitne baterije. Yazami je uporabil trdni elektrolit in dokazal reverzibilno interkalacijo grafita/litija. Ta dizajn se največkrat uporablja za elektrode v komercialnih Li-Ion baterijah.
-Leta 1983 je [[Michael M. Thackeray]] s sodelavci odkril nov material za pozitivno elektrodo - manganov spinel. Koncept je pokazal nove možnosti, bil je poceni, dober prevodnik ionov s tridimenzionalno strukturo, kar mu omogoča dobro strukturno stabilnost. Sicer se spinel obrablja, se da to nadomestiti s kemično modifikacijo materiala.
+Leta 1983 je [[Michael M. Thackeray]] s sodelavci odkril nov material za pozitivno elektrodo – manganov spinel. Koncept je pokazal nove možnosti, bil je poceni, dober prevodnik ionov s tridimenzionalno strukturo, kar mu omogoča dobro strukturno stabilnost. Sicer se spinel obrablja, a to se da nadomestiti s kemično modifikacijo materiala.
 == Sklici ==