리튬이온 배터리의 장점

Ni-Cd 배터리, Ni-MH 배터리, 납축전지 등 다른 고에너지 이차전지와 비교하면,리튬 이온배터리는 성능 면에서 상당한 이점을 갖고 있으며 이는 주로 다음 측면에 반영됩니다.

(1) 높은 작동 전압

음극으로 금속 리튬 대신 흑연이나 석유 코크스와 같은 탄소질 리튬 삽입 화합물을 사용하면 배터리 전압이 감소합니다. 그러나 리튬 삽입 전위가 낮기 때문에 전압 손실을 최소화할 수 있습니다. 동시에, 배터리의 양극으로 적합한 리튬 삽입 화합물을 선택하고 적절한 전해질 시스템을 선택(리튬 이온 배터리 팩의 전기화학적 창 결정)하면 리튬 이온 배터리 팩의 작동 전압(- 4V) 이는 수성 시스템 배터리보다 훨씬 높습니다.

(2) 큰 비용량

금속 리튬을 탄소질 재료로 대체하면 재료의 질량 비용량이 감소하지만 실제로 금속 리튬 이차 전지의 특정 사이클 수명을 보장하기 위해 음극 금속 리튬은 일반적으로 3배 이상 과잉입니다. 실제 질량비용량 감소폭은 크지 않으며, 부피비용량 감소폭도 거의 없습니다.

(3) 높은 에너지 밀도

더 높은 작동 전압과 체적 비용량은 리튬이온 2차 전지의 더 높은 에너지 밀도를 결정합니다. 현재 널리 사용되는 Ni-Cd 배터리 및 Ni-MH 배터리와 비교할 때 리튬이온 2차 배터리는 에너지 밀도가 가장 높으며 여전히 발전 가능성이 높습니다.

(4) 우수한 안전 성능과 긴 사이클 수명

금속리튬을 양극으로 사용한 전지가 불안전한 이유는 리튬이온전지의 양극 구조가 변해 다공성 수지상정이 형성되기 때문이다. 분리막을 뚫고 내부 합선이 발생할 수 있는데, 리튬이온 배터리는 이런 문제가 없어 매우 안전합니다. 배터리에 금속 리튬이 존재하는 것을 방지하려면 충전 중에 전압을 제어해야 합니다. 보험을 위해 리튬 이온 배터리에는 여러 가지 안전 장치가 장착되어 있습니다. 리튬이온전지는 충방전 과정에서 양극과 음극에 리튬이온이 삽입 및 탈리되는 과정에서 구조적 변화가 없으며(삽입 및 탈리 과정에서 격자의 팽창과 수축이 일부 발생함), 삽입 화합물은 금속 리튬보다 강합니다. 더 안정적이고 충전 및 방전 과정에서 리튬 수상돌기를 형성하지 않으므로 배터리의 안전 성능이 크게 향상되고 사이클 수명도 크게 향상됩니다. 리튬이온 배터리는 미국 교통부 위험물운송국(Division of Dangerous Goods Transport)과 IAIT(국제항공운수협회)에 의해 각각 1989년과 1990년 위험물로 분류됐다.

(5) 작은 자체 방전율

리튬 이온 배터리 팩은 비수 전해질 시스템을 채택하고 있으며, 리튬 층간 탄소 재료는 비수 전해질 시스템에서 열역학적으로 불안정합니다. 1차 충방전 과정에서 전해질의 환원으로 인해 탄소 음극 표면에 SEI(Solid Electrolyte Interphase) 필름이 형성되어 리튬 이온은 통과하지만 전자는 통과하지 못하여 전극이 활성화되게 됩니다. 통과하는 다른 전하 상태의 재료. 비교적 안정된 상태에서는 자체 방전율이 낮습니다.

(6) 깨끗하고 무공해

리튬 이온 배터리 팩에는 납, 복, 수은 등의 독성 물질이 포함되어 있지 않습니다. 동시에 배터리를 잘 밀봉해야 하기 때문에 사용 중에 가스가 거의 방출되지 않아 환경 오염이 발생하지 않습니다. 제조과정에서 바인더를 용해시키기 위해 사용된 용매도 완전하게 회수할 수 있습니다. 소니를 비롯한 대규모 리튬이온 배터리 생산업체는 1997년부터 리튬이온 배터리 재활용 및 재료(금속 드릴 등) 재활용을 시작했습니다. 또한 1996년에는 소니의 리튬이온 배터리가 IS014001 국제 환경 표준 [71O]을 준수하는 것으로 인증되었습니다.

(7) 높은 전류 효율

리튬이온 배터리는 기존의 수계 시스템을 사용한 이차전지와 달리 일반적인 충전 및 방전 과정에서 가스를 생성하지 않으며 전류 효율은 100%에 가깝습니다. 이 특성은 전력 저장 및 변환을 위한 배터리로 사용하기에 특히 적합합니다.