Μπαταρία ιόντων λιθίου

Να μην συγχέεται με το Μπαταρία λιθίου.
Μπαταρία ιόντων λιθίου
Nokia Battery.jpg
Παράδειγμα μπαταρίας ιόντων λιθίου
(χρησιμοποιείται σε κινητό τηλέφωνο Nokia 3310)
Ειδική ενέργεια100–265 W·h/kg[1][2](0,36–0,875 MJ/kg)
Ενεργειακή πυκνότητα250–693 W·h/L[3][4](0,90–2,43 MJ/L)
Ειδική ισχύς~250-~340 W/kg[1]
Αποτελεσματικότητα φόρτισης/εκφόρτισης80–90%[5]
Ενέργεια/τιμή καταναλωτή2,5 W·h/US$[6]
Ρυθμός αποφόρτισης8% στους 21 °C
15% στους 40 °C
31% στους 60 °C
(ανά μήνα)[7]
Αντοχή κύκλων400–1200 κύκλοι[8]
Ονομαστική τάση στοιχείουNMC 3,6 / 3,85 V LiFePO4 3,2 V

Μπαταρία ιόντων λιθίου (lithium-ion battery ή Li-ion battery ή LIB) είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας στην οποία τα ιόντα λιθίου κινούνται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο προς το θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης και αντίστροφα κατά τη φόρτιση. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούν μια παρεμβαλλόμενη ένωση του λιθίου ως υλικό του ενός ηλεκτροδίου, συγκρινόμενες με το μεταλλικό λίθιο που χρησιμοποιείται σε μια μη επαναφορτιζόμενη μπαταρία λιθίου. Ο ηλεκτρολύτης, που επιτρέπει την ιονική μετακίνηση και τα δύο ηλεκτρόδια είναι τα συστατικά του στοιχείου μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι συνηθισμένες στα οικιακά ηλεκτρονικά. Είναι ένας από τους πιο δημοφιλείς τύπους επαναφορτιζομένων μπαταριών για φορητά ηλεκτρονικά, με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, πολύ μικρό φαινόμενο μνήμης[9] και χαμηλή αυτοεκφόρτιση. Οι LIBs γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς για στρατιωτικές, ηλεκτρικές μπαταρίες οχημάτων και αεροναυπηγικές εφαρμογές.[10] Παραδείγματος χάρη, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αντικαθιστούν τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος που έχουν χρησιμοποιηθεί ιστορικά για αμαξίδια γκολφ και ειδικά οχήματα. Αντί για τις βαριές πλάκες μολύβδου και ηλεκτρολύτη οξέος, η τάση είναι να χρησιμοποιούνται ελαφριές συστοιχίες μπαταρίας ιόντων λιθίου που δίνουν την ίδια τάση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος και έτσι δεν χρειάζεται καμία τροποποίηση του συστήματος οδήγησης του οχήματος.

Η χημεία, η απόδοση, το κόστος και η ασφάλεια διαφέρουν πολύ στους διάφορους τύπους LIB. Τα ηλεκτρονικά χειρός χρησιμοποιούν συνήθως LIBs με βάση το οξείδιο κοβαλτίου λιθίου (LiCoO2), που προσφέρει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, αλλά παρουσιάζει κινδύνους ασφαλείας, ειδικά όταν καταστραφεί. Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου-λιθίου (LiFePO4), οξειδίου μαγγανίου ιόντων λιθίου (LiMn2O4, Li2MnO3, ή οξειδίου μαγνησίου ιόντων λιθίου (lithium ion manganese oxide battery ή LMO) και οξειδίου κοβαλτίου μαγνησίου νικελίου λιθίου (lithium nickel manganese cobalt oxide) (LiNiMnCoO2 ή NMC) δίνουν χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, αλλά μεγαλύτερη ζωή και εσωτερική ασφάλεια. Τέτοιες μπαταρίες χρησιμοποιούνται πλατιά για ηλεκτρικά εργαλεία, ιατρικό εξοπλισμό και άλλες χρήσεις. Ειδικά η NMC είναι κορυφαία υποψήφια μπαταρία για αυτοκινητιστικές εφαρμογές. Το οξείδιο αργιλίου κοβαλτίου νικελίου λιθίου (Lithium nickel cobalt aluminum oxide) (LiNiCoAlO2 ή NCA) και το τιτανικό λίθιο (lithium titanate) (Li4Ti5O12 or LTO) έχουν εξειδικευμένη σχεδίαση που αποσκοπεί σε ειδικούς ρόλους. Οι νεότερες μπαταρίες θείου-λιθίου υπόσχονται υψηλότερο λόγο απόδοσης προς βάρος.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να θέσουν ιδιαίτερους κινδύνους ασφάλειας επειδή περιέχουν έναν εύφλεκτο ηλεκτρολύτη και ενδέχεται να διατηρούνται υπό πίεση. Ένας ειδικός σημειώνει "Εάν ένα στοιχείο μπαταρίας φορτίζεται υπερβολικά γρήγορα, μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα, που οδηγεί σε εκρήξεις και πυρκαγιές".[11] Λόγω αυτών των κινδύνων, τα πρότυπα ελέγχου είναι πιο αυστηρά από τα πρότυπα για μπαταρίες οξέος-ηλεκτρολύτη.[12][13][14] Έχουν υπάρξει κάποιες ανακλήσεις σχετικές με τις μπαταρίες, που συμπεριλαμβάνουν την ανάκληση του 2016 της Samsung για το Galaxy Note 7 λόγω πυρκαγιών σε μπαταρίες.[15][16]

Οι περιοχές έρευνας των μπαταριών ιόντων λιθίου περιλαμβάνουν την επέκταση της ζωής τους, την ενεργειακή πυκνότητα, την ασφάλεια και τη μείωση του κόστους μεταξύ άλλων.

Πίνακας περιεχομένων

άλλες γλώσσες
Bahasa Indonesia: Baterai ion litium
Bahasa Melayu: Bateri ion litium
Nederlands: Lithium-ion-accu
Simple English: Lithium-ion battery
slovenščina: Litij-ionska baterija
српски / srpski: Litijum-jonska baterija
Türkçe: Lityum iyon pil
Tiếng Việt: Pin Li-ion