แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่ทำจากสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำ โดยมีโลหะลิเธียมหรือโลหะผสมลิเธียมเป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบ ในปี ค.ศ. 1912 กิลเบิร์ต น. Lewis ได้เสนอและศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลเป็นครั้งแรก ในปี 1970 MS Whittingham ได้เสนอและเริ่มศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของโลหะลิเธียมที่มีฤทธิ์มาก การประมวลผล การจัดเก็บ และการใช้โลหะลิเธียมจึงมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่สูงมาก ดังนั้นจึงไม่มีการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมาเป็นเวลานาน ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้กลายเป็นกระแสหลัก
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบตเตอรี่ลิเธียมโลหะและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีลิเธียมที่เป็นโลหะและสามารถชาร์จใหม่ได้ แบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลแบบชาร์จซ้ำได้รุ่นที่ห้าถือกำเนิดขึ้นในปี พ.ศ. 2539 และความปลอดภัย ความจุเฉพาะ อัตราการปลดปล่อยตัวเอง และอัตราส่วนประสิทธิภาพดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากข้อกำหนดทางเทคนิคที่สูงของบริษัท มีเพียงไม่กี่บริษัทในไม่กี่ประเทศที่ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลดังกล่าว
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อดีดังต่อไปนี้:
ความหนาแน่นของพลังงานสูง: ตามวัสดุอิเล็กโทรดที่แตกต่างกัน มวลของมันสามารถเข้าถึง 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg) ปริมาณสามารถเข้าถึง 250~530Wh/L (0.9~1.9kJ/cm3) [2]
แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูง: ด้วยการเปลี่ยนวัสดุอิเล็กโทรด สูงถึง 3.3 ~ 4.2v.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
ไม่มีผลหน่วยความจำ: แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีผลหน่วยความจำ แบตเตอรี่สามารถชาร์จและคายประจุเมื่อใดก็ได้โดยไม่ต้องชาร์จเปล่า และมันใช้งานง่ายและบำรุงรักษา
การปลดปล่อยตัวเองต่ำ:<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
ช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง: -20 องศา ~ 60 องศาทำงานได้ตามปกติ
การชาร์จและการคายประจุอย่างรวดเร็ว
ดังนั้น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ผลิตภัณฑ์พิเศษ ผลิตภัณฑ์พิเศษ และสาขาอื่นๆ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่ทำงานโดยการย้ายลิเธียมไอออนระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้สารประกอบลิเธียมแบบอินเทอร์คาเลตเป็นวัสดุอิเล็กโทรด ในปัจจุบัน ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LiCoO2) กรดลิเธียมแมงกานีส (LiMn2O4) กรดลิเธียมนิกเกิล (LiNiO2) และลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LiFePO4) มักใช้วัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในเวลาเดียวกัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก็มีข้อเสียดังต่อไปนี้: (1) ไม่ทนต่อการคายประจุเกิน: ในกรณีของการคายประจุมากเกินไป (แรงดันไฟฟ้าระหว่างการคายประจุน้อยกว่า 3.0v), ลิเธียมที่มีการรบกวนมากเกินไป ไอออนจะได้รับการแก้ไขในตาข่ายและไม่สามารถปล่อยออกมาได้อีก ส่งผลให้อายุใช้งานสั้นลง และการคายประจุที่ลึกจะทำให้แบตเตอรี่เสียหายได้ ดังนั้นการใช้พลังงานที่ต่ำมากอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายได้ แต่ตราบใดที่ชาร์จแบตเตอรี่ด้วยไฟฟ้าแรงสูงหลายครั้ง ก็สามารถเปิดใช้งานความจุการชาร์จสูงสุดของแบตเตอรี่อีกครั้งได้ (2) การชาร์จเกินที่ทนไม่ได้: ในระหว่างกระบวนการคิดราคาแพงเกินไป อิเล็กโทรดจะถูกดึงออกโดยลิเธียมไอออนจำนวนมาก และลิเธียมไอออนจะไม่ถูกเติมเต็มในเวลา ส่งผลให้ตาข่ายพังทลายลงในระยะยาว ซึ่งช่วยลดการจัดเก็บอย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ พลังงานไฟฟ้า. ดังนั้น ต้องใช้แบตเตอรี่ Li-Ion บ่อยๆ เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เหลือชาร์จจนเต็มและเสียบเข้ากับขั้วต่อเครื่องชาร์จอย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องเก็บการไหลของอิเล็กตรอนไว้ภายในอย่างเหมาะสมและรักษาสุขภาพของแบตเตอรี่ในระยะยาว (3) อายุไม่สามารถทนความร้อนได้ ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้อื่นๆ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในรอบช้าตามธรรมชาติด้วยการใช้วัฏจักร แม้จะไม่มีการใช้งาน ความจุในการจัดเก็บจะลดลงซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้งาน (เว้นแต่จะเป็นอันตราย ปั่นจักรยานส่งผลให้สูญเสียชั้นขัดแตะเนื่องจากกระบวนการเสื่อมสภาพเรียกว่าการสูญเสียอย่างเหมาะสมกว่า) และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ กลไกที่เป็นไปได้คือการเพิ่มความต้านทานภายในทีละน้อย ดังนั้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กระแสไฟสูงจึงมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพจากความร้อน และควรได้รับการปกป้องจากอุณหภูมิภายนอกด้วย