ในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้เข้ามาแทนที่แบตเตอรี่แบบเดิมในโทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์พกพา กล้องวิดีโอ และกล้องถ่ายรูป แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความจุสูงได้ทดลองใช้กับรถยนต์ไฟฟ้าแล้ว และจะกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าในศตวรรษที่ 21 พวกมันถูกใช้ในดาวเทียมประดิษฐ์ การบินและอวกาศ และการเก็บพลังงาน
หลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
หลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือเมื่อชาร์จแบตเตอรี่แล้ว ลิเธียมในวัสดุอิเล็กโทรดบวกจะถูกปล่อยออกมา ผ่านไดอะแฟรมและเข้าสู่กราไฟท์ขั้วลบ เมื่อแบตเตอรี่หมด ลิเธียมไอออนจะถูกปล่อยออกจากกราไฟท์ขั้วลบและกลับสู่วัสดุอิเล็กโทรดบวกผ่านไดอะแฟรม . ด้วยความก้าวหน้าของประจุและการคายประจุ ลิเธียมไอออนจะถูกแทรกและดึงออกจากขั้วบวกและขั้วลบอย่างต่อเนื่อง
คุณสมบัติของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงาน
ไฟฟ้าแรงสูง
แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนเป็นสามเท่าของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจน และเกือบสองเท่าของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด นี่เป็นเหตุผลสำคัญว่าทำไมแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนจึงมีพลังงานสูงกว่า ดังนั้น เมื่อสร้างชุดแบตเตอรี่พลังงานที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน จำนวนแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนที่ใช้ในซีรีย์จะน้อยกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนมาก
น้ำหนักเบา
พลังงานจำเพาะสูงถึง 150Wh/Kg ซึ่งเป็น 2 เท่าของแบตเตอรี่ Ni-MH และ 4 เท่าของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด ดังนั้นน้ำหนักจึงเท่ากับ 1 ใน 3 ถึง 1 ใน 4 ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่เท่ากัน พลังงาน. จากมุมมองนี้ ปริมาณการใช้แบตเตอรี่ลิเธียม มีทรัพยากรน้อยลง และเนื่องจากปริมาณสำรองขององค์ประกอบที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมแมงกาเนตค่อนข้างมาก ราคาของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์อาจเพิ่มขึ้นอีก และต้นทุนของแบตเตอรี่ลิเธียม จะลดลงไปอีก
อายุยืน
จำนวนรอบสามารถเข้าถึง 1,000 ~ 3000 ครั้ง ขึ้นอยู่กับการเก็บรักษาความจุ 70% จำนวนรอบการชาร์จและการคายประจุ 100% ของก้อนแบตเตอรี่สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 200 ครั้ง อายุการใช้งานสามารถเข้าถึง 5-8 ปีและช่วงอายุการใช้งานประมาณสองถึงสามเท่า ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการปรับปรุงอุปกรณ์ อายุการใช้งานแบตเตอรี่จะยาวนานขึ้นและประสิทธิภาพด้านต้นทุนจะสูงขึ้นและสูงขึ้น
อัตราการปลดปล่อยตัวเองต่ำ: น้อยกว่า 5% ต่อเดือน
ช่วงกว้าง
ประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำเป็นสิ่งที่ดี แบตเตอรี่พลังงาน Li-ion สามารถทำงานได้ระหว่าง -40°C ถึง +55°C ในขณะที่แบตเตอรี่น้ำ (เช่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดและแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน) ที่อุณหภูมิต่ำจะลดประสิทธิภาพการทำงานลงอย่างมากเนื่องจากการเสื่อมสภาพของการไหลของอิเล็กโทรไลต์
ไม่มีความทรงจำ
ไม่จำเป็นต้องคายประจุเช่นแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ก่อนการชาร์จแต่ละครั้ง และสามารถชาร์จได้ทุกที่ทุกเวลา ความลึกของประจุและการคายประจุของแบตเตอรี่มีผลเพียงเล็กน้อยต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ สามารถชาร์จจนเต็มและคายประจุจนเต็มได้ การทดสอบรอบของเราชาร์จจนเต็มและคายประจุจนเต็มแล้ว
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแบตเตอรี่ไฟฟ้า
นอกจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไฟฟ้าแรงสูงแล้ว เนื่องจากแผงป้องกันของชุดแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนสามารถตรวจสอบแบตเตอรี่แต่ละก้อนได้อย่างแม่นยำ ใช้พลังงานต่ำ และการจัดการที่ชาญฉลาด มีการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน อุณหภูมิ กระแสไฟเกินที่สมบูรณ์แบบ , การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร, ฟังก์ชั่นการกู้คืนตัวเองแบบล็อคอิน และฟังก์ชั่นการชาร์จอีควอไลเซอร์ที่เชื่อถือได้ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ (เช่น แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด) มีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาการชาร์จแบตเตอรี่เกินและปัญหาการคายประจุเกินเนื่องจากความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่และปัญหาเครื่องชาร์จระหว่างการใช้งาน (เนื่องจากสาเหตุหลายประการ เช่น ค่าใช้จ่าย ก้อนแบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่สามารถทำได้ แต่ละเซลล์จะถูกตรวจสอบและป้องกัน)
ไม่มีมลพิษ
ไม่มีสารพิษในแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออน ดังนั้นจึงเรียกว่า"แบตเตอรี่สีเขียว" และได้รับการสนับสนุนจากรัฐ เนื่องจากแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดและแบตเตอรี่แคดเมียม-นิกเกิลมีสารอันตราย เช่น ตะกั่วและแคดเมียม รัฐจะเสริมสร้างการกำกับดูแลและการกำกับดูแลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (การกำจัดการคืนภาษีการส่งออกสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด การเพิ่มภาษีทรัพยากรตะกั่ว และข้อจำกัดในการส่งออก ของรถจักรยานไฟฟ้าตะกั่วกรด) ต้นทุนก็จะเพิ่มขึ้นด้วย แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษ แต่ก็พิจารณาจากมุมมองของการอนุรักษ์ทรัพยากร การรีไซเคิลแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออน ความปลอดภัยในการรีไซเคิล และต้นทุนการรีไซเคิลต้องนำมาพิจารณาด้วย
ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
เนื่องจากแบตเตอรีลิเธียมไอออนมีพลังงานสูงและความเสถียรของวัสดุไม่ดี แบตเตอรี่ลิเธียมจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาด้านความปลอดภัย ในปี 2013 ผู้ผลิตแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อปที่มีชื่อเสียงของโลก (วัสดุอิเล็กโทรดบวกคือลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์และวัสดุไตรภาค), ซันโย, โซนี่และบริษัทอื่น ๆ ของญี่ปุ่น' กำหนดให้อัตราการระเบิดของ ควบคุมแบตเตอรี่ให้ต่ำกว่า 40 ppb (ส่วนในพันล้านส่วน) เป็นเรื่องดีสำหรับบริษัทในประเทศที่จะไปถึงระดับ ppm (ส่วนในล้านส่วน) และความจุของแบตเตอรี่พลังงานจะสูงกว่าแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ มากกว่าร้อยครั้ง ดังนั้นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมจึงสูงมาก แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์และแบตเตอรี่แบบไตรภาคีจะมีข้อดีคือน้ำหนักเบาและมีขนาดเล็กกว่า แต่ก็ไม่เหมาะสำหรับแบตเตอรี่ไฟฟ้าที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของลิเธียมแมงกาเนตคริสตัลผสมและลิเธียมไอออนฟอสเฟตเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีแนวโน้มดีที่สุด
ราคาสูง
ราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีแรงดันไฟและความจุเท่ากันคือ 3-4 เท่าของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ด้วยการขยายตัวของตลาดแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออน การลดต้นทุน การปรับปรุงประสิทธิภาพ และการเพิ่มขึ้นของราคาแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ความคุ้มค่าของแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนมีแนวโน้มที่จะเกิน แบตเตอรี่ตะกั่วกรด