Jenis dan perbedaan dalam kimia baterai lithium ion
Artikel ini akan membahas prinsip kerja baterai lithium ion dari sudut pandang kimiawi, dengan membedakan perbedaan antara kimia baterai lithium ion dan kimia baterai lainnya, dan peran elemen kimia baterai lithium ion.
Daftar Isi
Kimia baterai apa yang paling populer?
Baterai yang paling populer dan banyak digunakan dalam kimia adalah lithium-ion. Sebagai pilihan serbaguna dan cocok untuk banyak orang, lithium-ion telah menjadi elemen penting dalam elektronik konsumen dan aplikasi dan banyak digunakan dalam smartphone, laptop, dan tablet serta kendaraan bermuatan listrik dan sistem penyimpanan.
Prinsip apa yang digunakan baterai lithium-ion?
Prinsip kerja baterai lithium ion pada dasarnya sama. Berbeda bahan katoda tidak menyebabkan perbedaan penting dalam reaksi di dalam baterai. Pengisian dan pengosongan baterai adalah pergerakan ion litium dalam elektrolit, untuk menyimpan atau melepaskan energi listrik.
Ambil LiCoO2 sebagai contoh, reaksi baterai lithium-ion selama pengisian daya:
Reaksi total: LiCoO2 + 6C = Li (1-x) CoO 2 + Lix C 6
Baterai LiFePO4 Reaksi kimia kelompok Persamaan reaksi kimia
Reaksi katoda: LiFePO4? Li1-xFePO4 + xLi + + xe-
Reaksi anoda: xLi + + xe- + 6C?
Jenis reaksi total: LiFePO4 + 6 xC? Li1-xFePO4 + LixC6
Dalam nikel-kobalt-mangan baterai lithium terner bahan, keadaan valensi utama dari ketiga elemen tersebut masing-masing adalah +2 valensi, +3 valensi dan +4 valensi, dan Ni adalah elemen aktif utama. Reaksi dan transfer muatan selama pengisian adalah sebagai berikut:
Dalam kimia baterai lithium ion, Lithium adalah elemen logam yang penting, berasal dari bahasa Yunani lithos, yang berarti "batu". Litium alami memiliki dua nuklida: litium-6 dan litium-7. Logam litium adalah logam ringan berwarna putih perak; titik leleh 180,54°C, titik didih 1342°C, densitas 0,534 g/cm ³ dan kekerasan 0,6. Merupakan yang paling ringan dari semua elemen logam.
Berbagai jenis kimia ion lithium
Ada beberapa jenis kimia baterai lithium ion yang berbeda.
Lithium kobalt oksida:
Baterai ini menawarkan kepadatan energi yang tinggi tetapi memiliki stabilitas termal dan keterbatasan keamanan. Katoda, nikel, dan aluminium ditambahkan sebagai elemen tambahan. Baterai NCA memiliki kepadatan energi yang tinggi yaitu 200 hingga 260Wh / kg dan nominal tegangan baterai lithium ion sebesar 3,6V.
Lithium besi fosfat:
Lithium Iron Phosphate dikenal dengan stabilitas termal, langkah-langkah keamanan yang luas, dan siklus hidup yang panjang dan dapat diperpanjang berdasarkan perawatan rutin. Lithium Iron Phosphate memiliki kepadatan energi yang sedikit lebih rendah daripada LiCoO2 tetapi tidak terlalu rentan terhadap pelarian panas dan sering digunakan dalam aplikasi yang memprioritaskan keselamatan.
Lithium mangan oksida:
Lithium Mangan Oksida menawarkan keseimbangan antara konsumsi dan pengeluaran energi serta keamanan dan biaya yang terkait dengan pemeliharaannya. Lithium Mangan Oksida memiliki kepadatan energi yang lebih rendah daripada LiCoO2 tetapi memberikan stabilitas termal yang lebih baik dan dapat ditemukan pada peralatan elektronik dan perkakas listrik.
Lithium-nikel-mangan-kobalt oksida (NMC):
Proporsi yang biasa digunakan yaitu, 60%, 20%, dan 20%. Karakteristik baterai dapat diubah dengan memvariasikan rasio masing-masing elemen untuk mendapatkan densitas energi spesifik yang lebih tinggi atau daya spesifik yang lebih tinggi.
Lithium titanate (LTO):
Juga dikenal sebagai lithium titanate, baterai ini menggunakan teknologi nano canggih pada anodanya. Tidak seperti baterai lain yang menggunakan grafit, anoda LTO terbuat dari lithium titanate, bahan yang sangat berpori dengan luas permukaan 33 kali lipat per gram karbon.
Kimia baterai lithium ion mana yang terbaik?
Pilihan kimia baterai lithium ion "terbaik" tergantung pada persyaratan aplikasi. Kimia baterai lithium ion yang berbeda menawarkan berbagai trade-off terkait kepadatan energi, kemampuan daya, keamanan, masa pakai, biaya, dan faktor lainnya. Berikut adalah beberapa pertimbangan untuk berbagai skenario:
Kepadatan energi:
Bahan kimia litium kobalt oksida (LiCoO2) menawarkan salah satu kepadatan energi spesifik tertinggi jika kepadatan energi yang tinggi merupakan prioritas. Namun, bahan ini kurang stabil dan rentan terhadap pelarian termal dalam kondisi tertentu. NMC sebagai bahan kimia baterai lithium ion juga memiliki keunggulan dalam kepadatan energi, sehingga TYCORUN ENERGY menggunakan baterai ini sebagai baterai untuk stasiun penukaran baterai sepeda motor.
Kemampuan daya:
Bahan kimia lithium titanate (Li4Ti5O12) unggul untuk aplikasi yang membutuhkan output daya tinggi karena kemampuan laju yang sangat baik dan karakteristik pengisian daya yang cepat. Bahan kimia lithium besi fosfat (LiFePO4) juga dikenal dengan kemampuan daya yang tinggi.
Siklus hidup:
Lithium iron phosphate (LiFePO4) memiliki masa pakai yang sangat baik, dengan ribuan siklus pengisian-pengosongan daya yang mungkin dilakukan sebelum terjadi degradasi kapasitas yang signifikan. Ini biasanya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan siklus hidup yang panjang, seperti sepeda motor listrik dan sistem penyimpanan energi. TYCORUN ENERGY menyediakan aki sepeda motor kimia baterai lithium ion ini untuk pengguna sepeda motor yang sering menggunakan sepeda motor, untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi hubungi kami.
Baterai lithium-ion yang berbeda memiliki karakteristik yang berbeda. Sifat baterai tergantung pada komposisi kimia internal. Setiap reaksi kimia baterai lithium-ion memiliki kelebihan dan kekurangan. Oleh karena itu, biaya, performa, dan berat produk dapat dipilih berdasarkan karakteristik komposisi kimianya.
Apa perbedaan baterai kimia lithium ion dengan baterai lainnya?
Baterai lithium-ion berbeda dari jenis baterai lainnya dalam beberapa aspek utama:
Kepadatan energi:
Kimia baterai lithium ion umumnya memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi daripada jenis baterai lainnya. Ini berarti penyimpanan energi dapat dilakukan dalam kemasan portabel yang lebih ringan dan nyaman.
Kemampuan isi ulang:
Salah satu fitur baterai lithium-ion adalah, baterai ini bisa diisi ulang. Hal ini membuat baterai ini lebih hemat biaya dan ramah lingkungan daripada baterai sekali pakai!
Pelepasan sendiri:
Pengosongan sendiri adalah fenomena baterai yang tidak dapat dipulihkan. Namun, dari bahan kimia baterai lithium-ion, baterai lithium-ion memiliki kinerja pengosongan sendiri yang lebih rendah daripada baterai lainnya, sehingga tingkat pengosongan sendiri rendah.
Efek memori:
Reaksi kimia lithium-ion memiliki keunggulan dibandingkan baterai lainnya, seperti vulkanisasi baterai asam timbal yang menyebabkan efek memori kapasitas baterai, dan baterai lithium-ion tidak memiliki efek memori.
Bagaimana cara kerja kimia baterai isi ulang?
Baterai isi ulang, termasuk baterai lithium-ion, bekerja berdasarkan reaksi elektrokimia antara elektroda baterai dan elektrolit. Berikut ini adalah ikhtisar umum tentang cara kerja kimiawi baterai isi ulang:
Siklus pengisian-pengosongan ini dapat diulang beberapa kali, sehingga baterai dapat diisi ulang dan dikosongkan. Baterai sekali pakai dan baterai isi ulang berbeda dalam memanfaatkan bahan untuk mengakomodasi gerakan yang dapat dibalik.
Bagaimana kimia baterai lithium ion memengaruhi kinerja?
Kimia baterai lithium ion secara signifikan memengaruhi karakteristik kinerjanya. Berbagai bahan dan komposisi serta strukturnya memengaruhi berbagai aspek kinerja dan kesehatan baterai. Berikut ini adalah beberapa faktor performa utama yang dipengaruhi oleh kimia baterai Lithium ion:
Kepadatan energi:
Kimia baterai lithium ion spesifik dan komposisi katoda dan anoda baterai lithium ion material sangat penting dalam menentukan kepadatan energi. Baterai dengan kepadatan energi yang lebih tinggi dapat digunakan lebih lama pada perangkat portabel dan kendaraan.
Siklus hidup:
Masa pakai siklus baterai mengacu pada jumlah siklus pengisian-pengosongan yang dapat dijalani sambil mempertahankan tingkat kapasitas tertentu. Kimia bahan elektroda dan stabilitas elektrolit mempengaruhi masa pakai baterai. Baterai dengan siklus hidup yang lebih lama memungkinkan daya tahan dan kemampuan isi ulang yang lebih baik sebelum terjadi penurunan kapasitas yang signifikan.
Performa suhu:
Kimia baterai lithium ion dapat menunjukkan perilaku yang berbeda pada berbagai rentang suhu. Beberapa bahan kimia dapat mengalami penurunan kinerja atau berkurangnya kapasitas pada suhu ekstrem. Pilihan bahan dalam elektrolit mempengaruhi kemampuannya untuk beroperasi dalam perubahan suhu yang signifikan.
Kesimpulan
Kimia baterai lithium ion telah diteliti, diuji, dan disetujui dengan baik untuk menjadi salah satu pilihan baterai terbaik yang tersedia saat ini. Dan ada banyak jenis pilihan kimia baterai lithium, sesuai dengan pengantar di atas untuk dipilih.
Beruntung
Hai, saya Lucky, lulus dari universitas terkenal di China, sekarang terutama terlibat dalam pengeditan artikel tentang baterai sepeda motor lithium, dan stasiun penukaran baterai, saya berkomitmen untuk menawarkan layanan dan solusi tentang stasiun penukaran baterai untuk berbagai industri.
Jenis dan perbedaan dalam kimia baterai lithium ion
Kimia baterai apa yang paling populer?
Baterai yang paling populer dan banyak digunakan dalam kimia adalah lithium-ion. Sebagai pilihan serbaguna dan cocok untuk banyak orang, lithium-ion telah menjadi elemen penting dalam elektronik konsumen dan aplikasi dan banyak digunakan dalam smartphone, laptop, dan tablet serta kendaraan bermuatan listrik dan sistem penyimpanan.
Prinsip apa yang digunakan baterai lithium-ion?
Prinsip kerja baterai lithium ion pada dasarnya sama. Berbeda bahan katoda tidak menyebabkan perbedaan penting dalam reaksi di dalam baterai. Pengisian dan pengosongan baterai adalah pergerakan ion litium dalam elektrolit, untuk menyimpan atau melepaskan energi listrik.
Ambil LiCoO2 sebagai contoh, reaksi baterai lithium-ion selama pengisian daya:
Reaksi katoda: LiCoO2 = Li (1-x) CoO 2 + XLi + + Xe-
Reaksi anoda: 6C + XLi + + Xe- = Lix C 6
Reaksi total: LiCoO2 + 6C = Li (1-x) CoO 2 + Lix C 6
Baterai LiFePO4 Reaksi kimia kelompok Persamaan reaksi kimia
Reaksi katoda: LiFePO4? Li1-xFePO4 + xLi + + xe-
Reaksi anoda: xLi + + xe- + 6C?
Jenis reaksi total: LiFePO4 + 6 xC? Li1-xFePO4 + LixC6
Dalam nikel-kobalt-mangan baterai lithium terner bahan, keadaan valensi utama dari ketiga elemen tersebut masing-masing adalah +2 valensi, +3 valensi dan +4 valensi, dan Ni adalah elemen aktif utama. Reaksi dan transfer muatan selama pengisian adalah sebagai berikut:
Reaksi Cthode: LiMO 2- -Li1-xMO 2 + xLi + + xe-
Reaksi anoda: nC + xLi + + xe- -LixCn
Reaksi baterai total: LiMO 2 + nC- -Li1-xMO 2 + LixCn
Elemen penting dari kimia ion lithium
Dalam kimia baterai lithium ion, Lithium adalah elemen logam yang penting, berasal dari bahasa Yunani lithos, yang berarti "batu". Litium alami memiliki dua nuklida: litium-6 dan litium-7. Logam litium adalah logam ringan berwarna putih perak; titik leleh 180,54°C, titik didih 1342°C, densitas 0,534 g/cm ³ dan kekerasan 0,6. Merupakan yang paling ringan dari semua elemen logam.
Berbagai jenis kimia ion lithium
Ada beberapa jenis kimia baterai lithium ion yang berbeda.
Lithium kobalt oksida:
Baterai ini menawarkan kepadatan energi yang tinggi tetapi memiliki stabilitas termal dan keterbatasan keamanan. Katoda, nikel, dan aluminium ditambahkan sebagai elemen tambahan. Baterai NCA memiliki kepadatan energi yang tinggi yaitu 200 hingga 260Wh / kg dan nominal tegangan baterai lithium ion sebesar 3,6V.
Lithium besi fosfat:
Lithium Iron Phosphate dikenal dengan stabilitas termal, langkah-langkah keamanan yang luas, dan siklus hidup yang panjang dan dapat diperpanjang berdasarkan perawatan rutin. Lithium Iron Phosphate memiliki kepadatan energi yang sedikit lebih rendah daripada LiCoO2 tetapi tidak terlalu rentan terhadap pelarian panas dan sering digunakan dalam aplikasi yang memprioritaskan keselamatan.
Lithium mangan oksida:
Lithium Mangan Oksida menawarkan keseimbangan antara konsumsi dan pengeluaran energi serta keamanan dan biaya yang terkait dengan pemeliharaannya. Lithium Mangan Oksida memiliki kepadatan energi yang lebih rendah daripada LiCoO2 tetapi memberikan stabilitas termal yang lebih baik dan dapat ditemukan pada peralatan elektronik dan perkakas listrik.
Lithium-nikel-mangan-kobalt oksida (NMC):
Proporsi yang biasa digunakan yaitu, 60%, 20%, dan 20%. Karakteristik baterai dapat diubah dengan memvariasikan rasio masing-masing elemen untuk mendapatkan densitas energi spesifik yang lebih tinggi atau daya spesifik yang lebih tinggi.
Lithium titanate (LTO):
Juga dikenal sebagai lithium titanate, baterai ini menggunakan teknologi nano canggih pada anodanya. Tidak seperti baterai lain yang menggunakan grafit, anoda LTO terbuat dari lithium titanate, bahan yang sangat berpori dengan luas permukaan 33 kali lipat per gram karbon.
Kimia baterai lithium ion mana yang terbaik?
Pilihan kimia baterai lithium ion "terbaik" tergantung pada persyaratan aplikasi. Kimia baterai lithium ion yang berbeda menawarkan berbagai trade-off terkait kepadatan energi, kemampuan daya, keamanan, masa pakai, biaya, dan faktor lainnya. Berikut adalah beberapa pertimbangan untuk berbagai skenario:
Kepadatan energi:
Bahan kimia litium kobalt oksida (LiCoO2) menawarkan salah satu kepadatan energi spesifik tertinggi jika kepadatan energi yang tinggi merupakan prioritas. Namun, bahan ini kurang stabil dan rentan terhadap pelarian termal dalam kondisi tertentu. NMC sebagai bahan kimia baterai lithium ion juga memiliki keunggulan dalam kepadatan energi, sehingga TYCORUN ENERGY menggunakan baterai ini sebagai baterai untuk stasiun penukaran baterai sepeda motor.
Kemampuan daya:
Bahan kimia lithium titanate (Li4Ti5O12) unggul untuk aplikasi yang membutuhkan output daya tinggi karena kemampuan laju yang sangat baik dan karakteristik pengisian daya yang cepat. Bahan kimia lithium besi fosfat (LiFePO4) juga dikenal dengan kemampuan daya yang tinggi.
Siklus hidup:
Lithium iron phosphate (LiFePO4) memiliki masa pakai yang sangat baik, dengan ribuan siklus pengisian-pengosongan daya yang mungkin dilakukan sebelum terjadi degradasi kapasitas yang signifikan. Ini biasanya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan siklus hidup yang panjang, seperti sepeda motor listrik dan sistem penyimpanan energi. TYCORUN ENERGY menyediakan aki sepeda motor kimia baterai lithium ion ini untuk pengguna sepeda motor yang sering menggunakan sepeda motor, untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi hubungi kami.
Baterai lithium-ion yang berbeda memiliki karakteristik yang berbeda. Sifat baterai tergantung pada komposisi kimia internal. Setiap reaksi kimia baterai lithium-ion memiliki kelebihan dan kekurangan. Oleh karena itu, biaya, performa, dan berat produk dapat dipilih berdasarkan karakteristik komposisi kimianya.
Apa perbedaan baterai kimia lithium ion dengan baterai lainnya?
Baterai lithium-ion berbeda dari jenis baterai lainnya dalam beberapa aspek utama:
Kepadatan energi:
Kimia baterai lithium ion umumnya memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi daripada jenis baterai lainnya. Ini berarti penyimpanan energi dapat dilakukan dalam kemasan portabel yang lebih ringan dan nyaman.
Kemampuan isi ulang:
Salah satu fitur baterai lithium-ion adalah, baterai ini bisa diisi ulang. Hal ini membuat baterai ini lebih hemat biaya dan ramah lingkungan daripada baterai sekali pakai!
Pelepasan sendiri:
Pengosongan sendiri adalah fenomena baterai yang tidak dapat dipulihkan. Namun, dari bahan kimia baterai lithium-ion, baterai lithium-ion memiliki kinerja pengosongan sendiri yang lebih rendah daripada baterai lainnya, sehingga tingkat pengosongan sendiri rendah.
Efek memori:
Reaksi kimia lithium-ion memiliki keunggulan dibandingkan baterai lainnya, seperti vulkanisasi baterai asam timbal yang menyebabkan efek memori kapasitas baterai, dan baterai lithium-ion tidak memiliki efek memori.
Bagaimana cara kerja kimia baterai isi ulang?
Baterai isi ulang, termasuk baterai lithium-ion, bekerja berdasarkan reaksi elektrokimia antara elektroda baterai dan elektrolit. Berikut ini adalah ikhtisar umum tentang cara kerja kimiawi baterai isi ulang:
Siklus pengisian-pengosongan ini dapat diulang beberapa kali, sehingga baterai dapat diisi ulang dan dikosongkan. Baterai sekali pakai dan baterai isi ulang berbeda dalam memanfaatkan bahan untuk mengakomodasi gerakan yang dapat dibalik.
Bagaimana kimia baterai lithium ion memengaruhi kinerja?
Kimia baterai lithium ion secara signifikan memengaruhi karakteristik kinerjanya. Berbagai bahan dan komposisi serta strukturnya memengaruhi berbagai aspek kinerja dan kesehatan baterai. Berikut ini adalah beberapa faktor performa utama yang dipengaruhi oleh kimia baterai Lithium ion:
Kepadatan energi:
Kimia baterai lithium ion spesifik dan komposisi katoda dan anoda baterai lithium ion material sangat penting dalam menentukan kepadatan energi. Baterai dengan kepadatan energi yang lebih tinggi dapat digunakan lebih lama pada perangkat portabel dan kendaraan.
Siklus hidup:
Masa pakai siklus baterai mengacu pada jumlah siklus pengisian-pengosongan yang dapat dijalani sambil mempertahankan tingkat kapasitas tertentu. Kimia bahan elektroda dan stabilitas elektrolit mempengaruhi masa pakai baterai. Baterai dengan siklus hidup yang lebih lama memungkinkan daya tahan dan kemampuan isi ulang yang lebih baik sebelum terjadi penurunan kapasitas yang signifikan.
Performa suhu:
Kimia baterai lithium ion dapat menunjukkan perilaku yang berbeda pada berbagai rentang suhu. Beberapa bahan kimia dapat mengalami penurunan kinerja atau berkurangnya kapasitas pada suhu ekstrem. Pilihan bahan dalam elektrolit mempengaruhi kemampuannya untuk beroperasi dalam perubahan suhu yang signifikan.
Kesimpulan
Kimia baterai lithium ion telah diteliti, diuji, dan disetujui dengan baik untuk menjadi salah satu pilihan baterai terbaik yang tersedia saat ini. Dan ada banyak jenis pilihan kimia baterai lithium, sesuai dengan pengantar di atas untuk dipilih.