Добавить в Google+ Добавить в Facebook Группа ВКонтакте Добавить в Twitter RSS подписка
Экологические автомобили
 

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

6

12 января 2011

Литий-ионный-аккумулятор

Попытки создания химического источника тока с применением лития начались еще в начале прошлого столетия. Выбор этого щелочного металла не случаен — он химически очень активен. Однако его высокая реакционная способность имеет и обратную сторону. В 70-80-е годы литий-ионные аккумуляторы являлись достаточно опасными изделиями. Бурная реакция лития с электролитом очень часто приводила к взрыву аккумулятора, а из-за взаимодействия дендритов лития с электродом противоположного знака случались короткие замыкания и быстрый нагрев батареи.

Первый литий-ионный аккумулятор

Прогресс электронной промышленности вызвал потребность в энергоемких, легких и быстро перезаряжающихся источниках тока. На возрастающий спрос первой среагировала компания Sony, представив в 1991 году литий-ионный аккумулятор, в котором металлический литий — основная причина взрывов, был заменен ионной формой, более безопасной и эффективной. Положительный электрод первой литий-ионной батареи был создан на основе кобальтата лития, а в качестве отрицательной пластины использовался кокс — углерод, получаемый в процессе термической обработки угля. В дальнейшем кокс был заменен на графит.

Безусловно, для массового коммерческого использования потребовался соответствующий уровень защиты литий-ионных аккумуляторов. Вопросам безопасности и хранения производители уделяли особое внимание. Сегодня все без исключения Li-ion аккумуляторы имеют защиту в виде двухслойного сепаратора, исключающего риск внутреннего короткого замыкания. В схеме защиты современной литий-ионной батареи на полевом транзисторе используется ключ, который при достижении напряжения 4.3 В прерывает процесс заряда. Кроме того, большинство Li-ion аккумуляторов имеют специальный термопредохранитель, разрывающий цепь при нагреве батареи до 90 С.

Литий-ионные батареи для электромобиля

Первоначально Li-ion батареи находили широкое применение лишь в компактных устройствах, таких как сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты, камеры и ноутбуки. Но с недавнего времени литий-ионными аккумуляторами заинтересовались авто производители. Современные li-ion обладают высокими удельными характеристиками: 100-180 Вт*ч/кг и 250-400 Вт*ч/л. Рабочее напряжение может составлять 3,5-3,7 В. Именно поэтому Li-ion батареи считаются лучшей альтернативой никель-металлогидридным. Сегодня литий-ионный аккумулятор может обеспечить электромобилю средний запас хода 150-250 километров, с числом циклов разряда/заряда от 500 до 1500.

Литий-ионные аккумуляторы Panasonic

Стоимость производства аккумуляторов варьируется от 400 до 800 долларов за 1 кВт*ч, однако компания Panasonic специально для Tesla Motors делает компактные батареи, стоимостью всего 200 долларов за кВт*ч. Это все ещё дорого, и многие специалисты отмечают, что из-за специфики производства лития снижение цен на классические литий-ионные батареи ждать не приходится. Есть и другое мнение.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-ion-pol)

Полимерные литий-ионные аккумуляторы — это эволюция традиционных химических источников тока, новое поколение батарей на основе лития. Здесь анод разделен с катодом посредством полиакрилонитрила — композитного материала, содержащего литиевую соль. При одинаковой удельной плотности Li-ion-pol аккумуляторы способны хранить на 20-25% больше энергии, чем аналогичные литий-ионные. Кроме того, при незначительной разнице себестоимости производства литий-полимерный аккумулятор превосходит обычные батареи в легкости и экологичности.

Недостатки

При всех своих положительных свойствах Li-ion батареи имеют и отрицательные стороны. Вот основные:

  • Главными недостатками современных литий-ионных батарей является их высокая стоимость и все еще низкая экологичная безопасность;
  • Использование Li-ion аккумуляторов в электромобиле не может иметь массовый характер, так как производство лития ограниченно;
  • Литиевые батареи достаточно быстро стареют, вне зависимости от того работает ли аккумулятор или просто лежит без дела.
  • Холод способствует быстрому разряду батареи. В тоже время низкая температура (3-5 C) является важным фактором, сдерживающим потерю емкости при их хранении.

У литий-инного аккумулятора ограниченный потенциал, который современная наука пока ещё не достигла. Поиски наилучшего материала для катода привели к появлению целого семейства химических источников тока на основе лития, различающихся друг от друга энергоёмкостью и параметрами режимов разряда/заряда. Работа над созданием идеального аккумулятора продолжается.

Новости по теме

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Ученые нашли способ повышения срока службы сверхъёмких литий-серных аккумуляторов (Li-S)

Ученые из Стэнфордского университета сделали серьезный шаг по превращению экзотической технологии в изделие, доступное для массового...

подробнее

 
Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Американские ученые из лаборатории Sandia сделали ещё один шаг в сторону более ёмких проточных батарей

В конце прошлого года ученые из Массачусетского технологического института заявили о своей новой разработке – полутвердой проточной ячейки...

подробнее

 
Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Морские водоросли помогут сделать аккумуляторы намного эффективнее и экологичнее

Многие специалисты уже называют открытие Игоря Лузинова и Глеба Юшина прорывом века. Американские ученые русского происхождения обнаружили...

подробнее

 
Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Алюминий-воздушная батарея позволит увеличить запас хода электромобиля до 1600 км

Любители электромобилей давно мечтают об аккумуляторах, которые позволят их четырехколесным друзьям преодолевать более полутора тысяч...

подробнее

 
Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Американские ученые будут заправлять машины «жидким электричеством»

Технология, разработанная в стенах Массачусетского технологического института (MIT), возможно окажется одним из самых значительных...

подробнее

 
Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Johnson Controls открывает центр по переработке автомобильных аккумуляторов

Что можно сделать с батареями электромобилей по завершении срока их службы? Можно использовать их в качестве накопителей для резервного...

подробнее

 

6 комментариев

  1. еще один недостаток таких батарей, чем ниже температура окружающей среды, тем быстрее они разряжаются (быстрее батарей других типов)

  2. Ecoconceptcars 21.02.2011 в 7:34 дп 340

    Да, низкая морозоустойчивость — еще одна проблема li-ion. Спасибо за дополнение. В будущем планируется серия статей про семейство литиевых батарей, там мы шире рассмотрим виды, недостатки и примеры, в которых инженерам все-таки удалось избавиться от некоторых "болезней" АКБ.

  3. Skolko stoit batareya dlia elektromobila? i skolko stoit dvigatel dlia elektromobila?Odnim slovom gde i kak mojno kupit polnuyu komplektaciu i za skolko? Xochu obichniy avtomobil peredelat na elektromobil.

  4. Все зависит от «донара», то есть какую именно машину вы хотите переделать. Вообще рекомендую посетить этот форум http://electroauto.ru/forum задайте вопрос в нужной ветке и вам помогут. Что касается комплектующих, в разделе «друзья» есть ссылка магазина ЭКО-МОТОРС, там все что нужно для электромобиля можно заказать.

  5. Хамис Маммадов 16.02.2015 в 5:23 пп -78

    У меня не плучилось зайти на форум, Я хочу переделать Москвич на электромосквич, откуда могу собрать информацию об электромобилях? Помогите пожалуйста.

Добавить комментарий

co2 neutral with kaufDA.de - local offers and coupons