แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร?

ด้วยการใช้งานอย่างกว้างขวางและความนิยมของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและผลิตภัณฑ์พลังงานใหม่ อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงประสบความสำเร็จในการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ได้สร้างระบบห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่มีความเชี่ยวชาญสูงและการแบ่งงานที่ชัดเจน หลังจากกว่าสิบปีของผลิตภัณฑ์ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วโลก ตลาดแบตเตอรี่ไอออนกำลังเพิ่มขึ้น

แบตเตอรี่ลิเธียมคืออะไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นแบตเตอรี่หลักที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาและยานพาหนะไฟฟ้า

องค์ประกอบโครงสร้างแบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้วบวกและขั้วลบ อิเล็กโทรไลต์ ตัวคั่น และปลอกหุ้ม

ขั้วบวก—ใช้อิเล็กโทรดคาร์บอนที่สามารถดูดซับลิเธียมไอออนได้ เมื่อคายประจุ ลิเธียมจะเปลี่ยนเป็นลิเธียมไอออน ซึ่งจะออกจากขั้วบวกของแบตเตอรี่และไปถึงแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

อิเล็กโทรดลบ– วัสดุเลือกใช้สารประกอบลิเธียมที่สามารถปรับขนาดได้ซึ่งมีศักยภาพใกล้เคียงกับศักยภาพของลิเธียมมากที่สุด เช่น วัสดุคาร์บอนต่างๆ รวมถึงกราไฟต์ธรรมชาติ กราไฟต์สังเคราะห์ เส้นใยคาร์บอน คาร์บอนทรงกลมขนาดเล็กในเฟสเมโซเฟส ฯลฯ และออกไซด์ของโลหะ

อิเล็กโทร — ระบบตัวทำละลายผสมกับอัลคิลคาร์บอเนต เช่น LiPF6 เอทิลีนคาร์บอเนต โพรพิลีนคาร์บอเนต และไดเอทิลคาร์บอเนตความหนืดต่ำ

กะบังลม — เยื่อโพลิอีนที่มีรูพรุนขนาดเล็ก เช่น PE, PP หรือเยื่อคอมโพสิต ซึ่งส่วนใหญ่เป็นตัวคั่นสามชั้นของ PP/PE/PP ไม่เพียงแต่มีจุดหลอมเหลวต่ำเท่านั้น แต่ยังมีความต้านทานการเจาะทะลุสูง ซึ่งมีบทบาทในการประกันความร้อน

เปลือก— ทำจากเหล็กหรืออะลูมิเนียม ส่วนประกอบฝาครอบมีหน้าที่ป้องกันการระเบิดและปิดเครื่อง

การจำแนกประเภทผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทอย่างคร่าว ๆ ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่โลหะลิเธียม: แบตเตอรี่โลหะลิเธียมโดยทั่วไปคือแบตเตอรี่ที่ใช้แมงกานีสไดออกไซด์เป็นวัสดุขั้วไฟฟ้าบวก โลหะลิเธียมหรือโลหะผสมของแบตเตอรี่เป็นวัสดุขั้วลบ และใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่มีน้ำ

Литиево-йонна батерия: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปใช้ออกไซด์ของโลหะผสมลิเธียมเป็นวัสดุอิเล็กโทรดขั้วบวก กราไฟต์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบ และอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่มีน้ำ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถนำไปรีไซเคิลได้หรือไม่?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งใช้การลดลงของลิเธียมไอออนแบบพลิกกลับได้เพื่อเก็บพลังงาน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนผลิตขึ้นอย่างไร?

แบตเตอรี่ Li-ion ที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติทางเคมี ประสิทธิภาพ ต้นทุน และความปลอดภัยที่แตกต่างกัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ใช้สารประกอบอินเทอร์คาเลชันเป็นวัสดุที่ใช้งานอยู่ ขั้วบวกหรือขั้วลบมักเป็นกราไฟต์ แม้ว่าวัสดุคาร์บอน-ซิลิกอนจะถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ

ประโยชน์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อดีคือค่อนข้างเบา มีความจุมาก และไม่มีผลกระทบต่อหน่วยความจำ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแหล่งจ่ายไฟโฮสต์ แม้ว่าราคาจะค่อนข้างสูงก็ตาม

ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสูงมาก ความจุของแบตเตอรี่คือ 1.5~2 เท่าของแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ที่มีน้ำหนักเท่ากัน และมีอัตราการคายประจุน้อย นอกจากนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มี "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" และข้อดีของการไม่มีสารพิษก็เป็นเหตุผลสำคัญสำหรับการใช้อย่างแพร่หลายเช่นกัน

อายุการใช้งานยาวนาน:

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกชาร์จและคายประจุที่อัตรา 1C และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะมากกว่าหรือเท่ากับ 500 เท่า และความจุที่เวลา 500 จะเกินลำแสงทองแดงที่ระบุถึง 70% อย่างไรก็ตาม แม้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะถูกคายประจุที่ 0.5C และชาร์จที่ 0.15C อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 350 เท่า และความจุควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 60% ประสิทธิภาพการคายประจุที่ดีที่อุณหภูมิต่ำ: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถทำงานได้ตามปกติที่ -25 องศา และความจุสามารถสูงถึง 70% ของความจุปกติ ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดสามารถทำงานได้ถึง 50% ของความจุที่ -10 องศา และที่ -25 องศา ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ

ความสามารถในการเก็บประจุที่แข็งแกร่ง:

หลังจากใส่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ชาร์จจนเต็มแล้วเป็นเวลาสองเดือน ความจุของแบตเตอรี่จะสูงกว่าหรือเท่ากับ 80% ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีความจุเพียง 40%-50% ของความจุเล็กน้อยหลังจากใส่แบตเตอรี่สองก้อน เดือน. ความสามารถในการใช้งานต่อเนื่องที่แข็งแกร่ง เนื่องจากน้ำหนักของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นเพียง 30% ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด ดังนั้น ภายใต้แรงดันไฟฟ้าและความจุที่เท่ากัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงมีความสามารถในการใช้งานต่อเนื่องที่แข็งแกร่ง

พลังงานสูง:

เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีปริมาตรเพียง 30% ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด พลังงานสำรองของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเมื่อใช้พื้นที่เดียวกัน

นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าด้านนอกของแบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปจะมีเครื่องหมายแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 7.2V เป็นภาษาอังกฤษ หรือ แบตเตอรี่สำรองลิเธียม 7.2V (แบตเตอรี่สำรองลิเธียม) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จไฟได้ 7.2V (แบตเตอรี่ลิเธียมแบบชาร์จไฟได้) ดังนั้นผู้ใช้จะต้อง ระมัดระวังในการซื้อแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ดูเครื่องหมายบนพื้นผิวของบล็อกแบตเตอรี่แบบชาร์จได้เพื่อหลีกเลี่ยงการเข้าใจผิดว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้แบบนิกเกิล-แคดเมียมและนิกเกิล-ไฮโดรเจนเป็นแบตเตอรี่ลิเธียม เนื่องจากคุณไม่เห็นประเภทของแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้อย่างชัดเจน ไม่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำช่วยอำนวยความสะดวกแก่ผู้ใช้โทรศัพท์มือถืออย่างมาก ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องคายประจุและชาร์จใหม่ทุกครั้งที่ชาร์จ แต่ยังสามารถชาร์จโทรศัพท์มือถือได้ทุกเมื่อตามต้องการ

ข้อเสียเปรียบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมคือมีราคาค่อนข้างแพงและยังไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในขั้นตอนนี้ ส่วนใหญ่ใช้ในคอมพิวเตอร์พกพา, พีดีเอ, อุปกรณ์สื่อสาร, กล้องดิจิตอล, ดาวเทียมสื่อสาร, ขีปนาวุธร่อน, ขีปนาวุธ, อุปกรณ์ ฯลฯ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี การปรับปรุงเทคโนโลยีและปริมาณการผลิตที่เพิ่มขึ้น ราคาของแบตเตอรี่ลิเธียม จะลดลงครั้งแล้วครั้งเล่าและการใช้งานจะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น

วิธีเก็บแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเมื่อไม่ใช้งาน?

แบตเตอรี่หลักแบบลิเธียมมีการคายประจุเองต่ำมาก และสามารถเก็บไว้ได้นาน 3 ปี เก็บไว้ในตู้เย็นผลจะดีกว่า เป็นวิธีที่ดีในการจัดเก็บแบตเตอรี่หลักลิเธียมในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถเก็บไว้ได้ประมาณครึ่งปีที่อุณหภูมิ 20°C เนื่องจากอัตราการคายประจุต่ำและความจุส่วนใหญ่สามารถกู้คืนได้ ปรากฏการณ์การปลดปล่อยตัวเองมีอยู่ในแบตเตอรี่ลิเธียม หากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เก็บไว้ต่ำกว่า 3.6V เป็นเวลานาน จะทำให้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้คายประจุมากเกินไปและทำลายโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง ดังนั้นควรชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมที่เก็บไว้เป็นเวลานานทุกๆ 3 ถึง 6 เดือน นั่นคือ การชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้า 3.8 ถึง 3.9V (แรงดันไฟฟ้าเก็บที่ดีที่สุดของแบตเตอรี่ลิเธียมคือประมาณ 3.85V) นั้นเหมาะสม และไม่เหมาะสำหรับการชาร์จเต็ม

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานอย่างไร?

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหมายถึงหลักการชาร์จและการคายประจุ มีแบตเตอรี่หลายประเภทนอกเหนือจากลิเธียมไอออน และหลักการทำงานพื้นฐานของวิธีการผลิตไฟฟ้าของแบตเตอรี่ก็เหมือนกัน

แบตเตอรี่มีขั้วบวก (ขั้วบวก) และขั้วลบ (ขั้วลบ) ที่ทำจากวัสดุโลหะ และสาร (อิเล็กโทรไลต์) ที่นำไฟฟ้าผ่านไอออนจะถูกเติมระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ อิเล็กโทรดโลหะถูกละลายโดยอิเล็กโทรไลต์และแบ่งออกเป็นไอออนและอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากขั้วลบไปยังขั้วบวกเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในเวลานี้ แบตเตอรี่สำรองจะถูกชาร์จก่อนที่จะใช้แบตเตอรี่ และอิเล็กตรอนจะถูกเก็บไว้ในขั้วลบล่วงหน้า เมื่อใช้แบตเตอรี่ อิเล็กตรอนที่เก็บไว้จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้สารประกอบโลหะที่มีลิเธียมบนขั้วบวกล่วงหน้า และคาร์บอน (กราไฟต์) ที่สามารถดูดซับและเก็บลิเธียมไว้บนขั้วลบ ด้วยโครงสร้างดังกล่าว สามารถผลิตไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องละลายอิเล็กโทรดด้วยอิเล็กโทรไลต์เหมือนในแบตเตอรี่แบบดั้งเดิม ช่วยชะลอการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ เก็บไฟฟ้าได้มากขึ้น และเพิ่มจำนวนครั้งในการชาร์จและคายประจุ นอกจากนี้ ลิเธียมยังเป็นสารที่น้อยที่สุดและเบา ดังนั้นแบตเตอรี่จึงสามารถมีข้อดีหลายประการ เช่น ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา

แบตเตอรี่ลิเธียมมีกี่ประเภท?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้โคบอลต์

ลิเธียมโคบอลเตตใช้สำหรับขั้วไฟฟ้าบวก ลิเธียมโคบอลเตตนั้นค่อนข้างง่ายในการสังเคราะห์และใช้งาน ดังนั้นการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากในยุคแรกสุดจึงเป็นลิเธียมโคบอลเตต แต่เนื่องจากโคบอลต์เป็นโลหะหายากและมีราคาแพง จึงแทบไม่ถูกนำมาใช้ในชิ้นส่วนรถยนต์

ข้อดี – ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นแบตเตอรี่มาตรฐานสำหรับ Li-ion

จุดด้อย – ราคาแพง ไม่ได้ใช้ติดรถ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแมงกานีส

ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ใช้สำหรับขั้วไฟฟ้าบวก ข้อดีคือแรงดันไฟฟ้าสามารถใกล้เคียงกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้โคบอลต์ และต้นทุนการผลิตก็ถูก ข้อเสียคือแมงกานีสอาจละลายเข้าไปในอิเล็กโทรไลต์ระหว่างการชาร์จและการคายประจุ ทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง

ข้อดี– ความปลอดภัยสูง ชาร์จเร็ว และคายประจุเร็ว

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหล็กฟอสเฟต

ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตใช้สำหรับขั้วไฟฟ้าบวก ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหล็กฟอสเฟตคือทำให้โครงสร้างความร้อนภายในเสียหายได้ยาก มีความปลอดภัยสูง และใช้เหล็กเป็นวัตถุดิบ ดังนั้นต้นทุนการผลิตจึงต่ำกว่าแบตเตอรี่ที่ใช้แมงกานีส แต่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าแบตเตอรี่ Li-ion อื่นๆ

ข้อดี – อายุการใช้งานที่ไม่แพงและยาวนาน (อายุเนื่องจากการชาร์จและการคายประจุ) อายุการใช้งานตามปฏิทิน (อายุเนื่องจากการเก็บเข้าลิ้นชัก)

จุดด้อย – แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าแบตเตอรี่ Li-ion อื่นๆ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไตรภาค

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไตรภาคทำจากวัสดุสามชนิด ได้แก่ โคบอลต์ นิกเกิล และแมงกานีส เพื่อลดปริมาณโคบอลต์ที่ใช้ ปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไตรภาคส่วนใหญ่มีนิกเกิลเป็นสัดส่วนสูง แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าจะต่ำกว่าที่ใช้โคบอลต์และแมงกานีสเล็กน้อย แต่ก็สามารถลดต้นทุนการผลิตได้ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าสิ่งนี้ การสังเคราะห์และการเตรียมวัสดุแต่ละชนิดมีความซับซ้อน ความเสถียรต่ำ และยังมีปัญหาที่ต้องแก้ไขในฐานะวัสดุที่ใช้งานได้

ข้อดี – แรงดันไฟฟ้าสูงพอสมควร, วงจรชีวิตยาว.

แบตเตอรี่ลิเธียมใช้สำหรับอะไร？

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับเครื่องใช้ในบ้านในช่วงครึ่งแรกของปี 1990 ถูกนำมาใช้ในกล้องวิดีโอเพื่อตอบสนองความต้องการที่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา หลังจากนั้นก็ถูกนำมาใช้อย่างต่อเนื่องในโทรศัพท์มือถือซึ่งได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วและความต้องการของตลาดก็เพิ่มขึ้นทันที ปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฉากต่างๆ ในชีวิตของเรา เช่น สมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป ยานพาหนะไฟฟ้า จักรยานไฟฟ้า และอื่นๆ

เลือกผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมที่เหมาะสม

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของรถยนต์พลังงานใหม่ทำให้เกิดความต้องการอย่างมากสำหรับแบตเตอรี่พลังงานลิเธียม ในพื้นที่ที่รถยนต์พลังงานใหม่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วที่สุด บริษัทแบตเตอรี่ลิเธียมของจีนจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ ได้เริ่มจัดอยู่ในแถวหน้าของแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วโลก หากคุณกำลังมองหาซัพพลายเออร์แบตเตอรี่ลิเธียมที่มีคุณภาพ โปรดติดต่อ KHLiTech