Из чего состоит литий-ионный аккумулятор?

Какие основные компоненты литий-ионных аккумуляторов?

Четыре основных компонента литий-ионного аккумулятора: анод, катод, сепаратор и электролит.

Каждый отдельный компонент литий-ионного аккумулятора важен. Он не может работать, если отсутствует один компонент.

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Батарея состоит из анода, катода, сепаратора, электролита и двух токоприемников (положительного и отрицательного). Анод и катод содержат литий. Электролит переносит положительно заряженные ионы лития от анода к катоду и наоборот через сепаратор. Движение ионов лития создает свободные электроны на аноде, что создает заряд на положительном токосъемнике. Затем электрический ток течет от коллектора тока через устройство с питанием к отрицательному коллектору. Сепаратор блокирует поток электронов внутри батареи.

Плюсы и минусы литиевых батарей

Литиевые батареи имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем другие батареи. Они могут иметь до 150 ватт-часов (Втч) энергии на килограмм (кг). Для сравнения: никель-металлогидридные батареи имеют 60–70 ватт-часов / кг. Свинцово-кислотные батареи имеют 25 ватт-часов / кг.

У них также более низкая скорость разряда, чем у других. Они теряют около 5% заряда за месяц по сравнению с никель-кадмиевыми (NiMH) батареями, которые теряют 20% за месяц. Если ваш электромобиль не используется долгое время, узнайте, как хранить его аккумулятор.

Литий-ионные аккумуляторы также дороже в производстве. Их производство может стоить почти на 40% дороже, чем никель-кадмиевые батареи. Литий-ионные аккумуляторы для автомобилей тоже вполне безопасны.

Есть ли батарея лучше, чем литий-ионная?

В настоящее время ничто не сравнится с литий-ионным аккумулятором. По сравнению с другими технологиями он имеет более высокую плотность энергии, большее количество циклов зарядки-разрядки аккумуляторной батареи, более высокую скорость зарядки и более безопасный в использовании. Специалисты считают, что возможностей для улучшения таких аккумуляторов еще много. Однако в будущем могут появиться батареи намного лучше, чем литий-ионные.

Сколько стоит литий-ионный аккумулятор?

Средняя стоимость литий-ионной батареи упадет до 130 долларов за кВтч в 2020 году. Для смартфона батарея стоит от 2 до 4 долларов, но для электромобиля литий-ионная батарея может варьироваться от 7 000 до 20 000 долларов. Однако цена на эти батареи упала примерно на 85 процентов за последнее десятилетие и продолжает падать. По мнению экспертов, на рынке аккумуляторов доминирует Китай. У США пока нет возможности конкурировать с Китаем, поэтому большинство аккумуляторов импортируется оттуда.

Как заряжается и разряжается аккумулятор?

Пока батарея разряжается и подает электрический ток, анод высвобождает ионы лития на катод, создавая поток электронов от одной стороны к другой. Когда устройство подключено, происходит обратное: ионы лития высвобождаются катодом и принимаются анодом.

Что такое плотность энергии и удельная мощность?

Два наиболее распространенных понятия, связанных с батареями, — это плотность энергии и удельная мощность. Плотность энергии измеряется в ватт-часах на килограмм (Втч / кг) и представляет собой количество энергии, которое батарея может хранить по отношению к ее массе. Плотность мощности измеряется в ваттах на килограмм (Вт / кг) и представляет собой количество энергии, которое батарея может произвести по отношению к ее массе. Чтобы нарисовать более четкую картину, представьте, что осушаете бассейн. Плотность энергии аналогична размеру бассейна, а плотность энергии сопоставима с максимально быстрым опорожнением бассейна.

Управление автомобильных технологий работает над увеличением удельной энергии аккумуляторов при одновременном снижении стоимости и поддержании приемлемой плотности мощности.

Почему так важно повышать эффективность батареи?

Повышение эффективности транспортных средств важно для снижения затрат на топливо для потребителей, поддержки отечественной промышленности, минимизации загрязнения и повышения энергетической безопасности.

Американцы тратят почти полмиллиарда долларов в день на импорт нефти. Кроме того, на транспорт приходится более четверти выбросов парниковых газов в стране.

Бытует мнение, что зарядка электромобиля постоянным током губительно для срока службы аккумулятора. Об этом мы писали ранее. Чтобы продлить срок службы электромобиля и его аккумулятора, подумайте об использовании домашней зарядной станции. Даже если вы живете в квартире, вы можете использовать удлинители зарядного устройства электромобиля. В идеале вам следует связаться с администрацией здания.