Из чего состоит литий-ионный аккумулятор?

Каковы основные компоненты литий-ионного аккумулятора?

Четыре основных компонента литий-ионной батареи — это анод, катод, сепаратор и электролит.

Каждый компонент литий-ионной батареи 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 обратно через сепаратор. Движение ионов лития создает свободные электроны на аноде, которые генерируют заряд на положительно заряженном коллекторе. Затем электрический ток течет от токоприемника через питаемое устройство к отрицательному коллектору. Сепаратор блокирует поток электронов внутри батареи.

Преимущества и недостатки литиевых батарей

Литиевые батареи имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем другие батареи. Они могут обеспечивать до 150 ватт-часов (Вт-ч) энергии на килограмм (кг). Для сравнения, никель-металлгидридные батареи имеют 60-70 ватт-часов/кг. Свинцово-кислотные батареи имеют 25 ватт-часов/кг.

Они также имеют более низкую скорость разряда, чем другие. Они теряют около 5% заряда за месяц, по сравнению с никель-кадмиевыми (NiMH) аккумуляторами, которые теряют 20% заряда за месяц. Если вы не собираетесь использовать свой электромобиль в течение длительного времени, вам следует узнать, как хранить аккумулятор.

Литий-ионные батареи также более дороги в производстве. Их производство обходится почти на 40% дороже, чем никель-кадмиевых батарей. Литий-ионные автомобильные аккумуляторы также достаточно безопасны.

Существует ли лучшая батарея, чем литий-ионная?

На данный момент нет ничего лучше, чем литий-ионный аккумулятор. Он имеет более высокую плотность энергии, большее количество циклов заряда/разряда, более высокую скорость зарядки и более безопасен, чем другие технологии. Эксперты считают, что у этого типа батарей еще много возможностей для совершенствования. Однако в будущем могут появиться гораздо лучшие батареи, чем литий-ионные.

Сколько стоит литий-ионный аккумулятор?

Средняя стоимость литий-ионной батареи снизится до 130 долларов за кВт/ч к 2020 году. В смартфоне аккумулятор стоит от 2 до 4 долларов, а в электромобиле литий-ионный аккумулятор может стоить от 7 000 до 20 000 долларов. Однако за последние десять лет цена на эти батареи упала на 85% и продолжает снижаться. По мнению экспертов, на рынке аккумуляторов доминирует Китай. Соединенные Штаты пока не могут конкурировать с Китаем, поэтому большинство батарей импортируется оттуда.

Как заряжается и разряжается аккумулятор?

Когда аккумулятор разряжается и подается электрический ток, анод высвобождает ионы лития на катоде, создавая поток электронов туда и обратно. При включении устройства происходит обратное: ионы лития высвобождаются из катода и поглощаются анодом.

Что такое плотность энергии и плотность мощности?

Два наиболее распространенных термина, связанных с батареями, — это плотность энергии и плотность мощности. Плотность энергии измеряется в ватт-часах на килограмм (Вт-ч/кг) и указывает на количество энергии, которое аккумулятор может накопить по отношению к своей массе. Плотность мощности измеряется в ваттах на килограмм (Вт/кг) и указывает на количество энергии, которое может выработать батарея по отношению к своей массе. Для примера представьте, что вы осушаете плавательный бассейн. Плотность энергии сопоставима с размером бассейна, а плотность энергии сопоставима с опорожнением бассейна как можно быстрее.

Управление автомобильных технологий работает над увеличением удельной плотности энергии батарей, одновременно снижая затраты и поддерживая приемлемую плотность энергии.

Почему так важно повысить эффективность аккумуляторов?

Повышение эффективности транспортных средств важно для снижения стоимости топлива для потребителей, поддержки отечественной промышленности, минимизации загрязнения окружающей среды и повышения энергетической безопасности.

Американцы тратят почти полмиллиарда долларов в день на импорт нефти. Кроме того, транспорт отвечает за более чем четверть выбросов парниковых газов в стране.

Широко распространено мнение, что зарядка электромобиля постоянным током влияет на срок службы аккумулятора. Мы уже писали об этом в прошлом. Чтобы продлить срок службы вашего электромобиля и его аккумулятора, используйте зарядную станцию дома. Даже если вы живете в квартире, вы можете использовать удлинители.