В чем разница между Li-ion NCM и LiFePO4 аккумуляторами – NTema

Li-ion NCM vs LiFePO4

Li-NMC (литий-никель-марганцево-кобальтовые) и LiFePO4 (литий-феррофосфатные) — звучат как два аккумулятора, которые должны быть более или менее одинаковыми, поскольку в них есть литий. Однако между этими двумя аккумуляторными технологиями существует огромная разница. Давайте подробнее сравним Li-NMC и LiFePO4 акумуляторы и вы узнаете, как работает каждая из двух аккумуляторных технологий при различных рабочих параметрах и какая из них вам больше подходит.

В чем разница между литиевыми аккумуляторами NMC и LFP?

Литий-никелевые марганцево-кобальтовые аккумуляторы

В Li-NMC аккумуляторах в качестве катодного материала используется литий-никель-марганцево-кобальтовый оксид (LiNiMnCoO2).

Литий-ионные аккумуляторы отличаются от других литиевых аккумуляторов, таких как LiFePO4, свойствами катодных материалов.

Литий-феррофосфатные аккумуляторы

LiFePO4 аккумуляторы основаны на литии и используют литий-феррофосфат в качестве материала катода.

Каковы сходства между LiFePO4 и Li-NMC аккумуляторами?

Химический состав аккумуляторов LiFePO4 и Li-NMC имеет много общих факторов. Во-первых, оба аккумулятора являются литий-ионными, а это означает, что поток ионов лития генерирует энергию, хранящуюся в каждом из них.

Хотя в обоих используются разные типы катодных материалов, анод всегда изготавливается на основе углерода, обычно графита. В остальном конструкция аккумуляторного блока также очень похожа.

Как сравнить LiFePO4 и Li-NMC?

Давайте рассмотрим различные факторы, влияющие на работу каждого аккумулятора, чтобы понять различия между этими двумя технологиями:

Плотность энергии

Плотность энергии аккумуляторной батареи также называется воплощенной энергией. Плотность энергии — это количество энергии, которую содержит батарея, по отношению к ее весу. Более высокая плотность энергии предпочтительна, потому что меньшая по размеру батарея высокой мощности может обеспечить более высокую выходную мощность.

Плотность энергии рассчитывается по формуле:

Плотность энергии = ватт-часы аккумулятора ÷ вес аккумулятора

Li-ion NMC аккумулятор

Самое лучшее в NMC — это их высокая плотность энергии. Как правило, энергия аккумулятора NMC составляет 150-200 Втч/кг.

LiFePO4 аакумулятор

Аккумуляторы LiFePO4 также имеют высокую плотность энергии, 100-150 Втч/кг. 

Таким образом, Li-NMC аккумуляторы имеют лучшую плотность энергии, чем LiFePO4, что является оптимальным выбором для приложений, которым нужны небольшие батареи со средней мощностью.

Жизненный цикл и срок службы

Срок службы — это количество циклов зарядки-разрядки-зарядки, которое аккумулятор может выдержать без снижения производительности. Одиночный цикл зарядки — это когда аккумулятор полностью разряжается, а затем снова заряжается.

Более длительный срок службы указывает на лучший срок службы аккумулятора. Это важное соображение, поскольку оно напрямую отражает соотношение цены и качества.

Li-ion NMC аккумулятор

Ожидаемый срок службы NMC аккумулятора составляет около 2000-2500 циклов. Обеспечивает полную мощность в течение примерно 3-4 лет, но затем быстро выходит из строя.

LiFePO4 аккумулятор

LiFePO4 имеет типичный срок службы около 5000 циклов. Работает оптимально в течение 7-10 лет, после чего происходит медленная деградация. 

Таким образом, LiFePO4 технология обеспечивает значительно больший срок службы аккумулятора, чем NMC, и может работать в 2 раза дольше.

Глубина разряда

Глубина разряда — это уровень, до которого аккумулятор можно разрядить, не повредив его. Например, если аккумулятор имеет глубину разряда 80%, его состояние  ухудшится, если он будет разряжен ниже 20%.

Следовательно, более высокая глубина разряда указывает на лучший рабочий диапазон аккумулятора.

Li-ion NMC аккумулятор

Аккумуляторы NMC, как и другие литий-ионные аккумуляторы, имеют глубину разряда в диапазоне от 80% до 90%. Это намного лучше по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами (50%).

LiFePO4 аккумулятор

Глубина разряда типичноого LiFePO4 аккумулятора составляет поразительные 100%. Это означает, что вы можете использовать всю накопленную в аккумуляторе энергию, не беспокоясь о его повреждении.

Таким образом, оба аккумулятора поддерживают хорошую глубину разряда, но победителем являются LiFePO4 аккумуляторы. 100-процентная глубина разрядки также снижает необходимость контроля со стороны владельца.

Безопасность

Поскольку аккумулятор работает при высоком напряжении и может нагреваться до высокой температуры, безопасность имеет жизненно важное значение. Безопасность аккумулятора включает в себя как высокую термическую, так и химическую стабильность.

Li-ion NMC аккумулятор

Аккумуляторы NMC имеют стабильный химический состав. Однако химия аккумулятора приводит к выделению кислорода. Таким образом, неправильная конструкция или неправильное использование может привести к ее возгоранию или взрыву.

LiFePO4 аккумулятор

LFP имеют стабильный химический состав и хорошо выдерживают высокие температуры. Они не перегреваются, поэтому о температурном пороге можно вообще не беспокоиться.

Кроме того, из LiFePO4 аккумуляторов не выделяется кислород. Так что можно не беспокоиться о воспламеняемости даже при высокой температуре.

Таким образом, LiFePO4 аккумуляторы снова выигрывают по критериям безопасности. Следует отметить, что все литиевые аккумуляторы имеют более высокую безопасность по сравнению со свинцово-кислотными батареями.

Скорость саморазряда

Даже когда аккумулятор не подает питание, внутренние химические реакции приводят к потере части накопленной энергии. Скорость саморазряда батареи — это процент от номинальной емкости, который разряжается, когда батарея не подключена к нагрузке.

Li-ion NMC аккумулятор

Аккумуляторы NMC имеют скорость саморазряда 4% в месяц. Это означает, что полностью заряженный NMC при надлежащих условиях хранения сохранит около 96% своего заряда через месяц.

LiFePO4 аккумулятор 

Скорость саморазряда LiFePO4 аккумулятора составляет всего 3% в месяц. Полностью заряженный аккумулятор в надлежащих условиях хранениясохранит 97% своего заряда через месяц.

Следовательно, оба аккумулятора имеют отличную скорость саморазряда, но LiFePO4 предлагает немного лучшую производительность.

Эксплуатация при минусовых температурах

Хотя высокие температуры опасны для аккумулятора, низкие температуры также препятствуют нормальной работе. При минусовых температурах аккумулятор часто перестает функционировать, так как внутри него не могут продолжаться необходимые химические реакции.

Li-ion NMC аккумулятор

Li-ion NMC аккумулятор плохо работает при отрицательных температурах. Он может перестать работать и больше не запустится, пока вы не найдете способ повысить его  температуру.

LiFePO4 аккумулятор 

На химический состав LiFePO4 аккумуляторов влияют низкие температуры, как и на аккумуляторы NMC. Тем не менее, высококачественные LiFePO4, как правило, поставляются с системой управления.

Система управления аккумуляторами регулирует все жизненно важные параметры для оптимальной работы. Одним из преимуществ системы управления является то, что она может нагревать батарею при низких температурах, что приводит к бесперебойной работе.

Таким образом, производительность всех аккумуляторов семейства литий-ионных плохая при отрицательных температурах. Тем не менее, система управления аккумуляторов LiFePO4 делает их лучшим выбором для таких условий.

Тепловой разгон

Тепловой разгон происходит, когда химический состав аккумулятора становится неконтролируемым при высокой температуре. Это опасно не только для работы аккумуляторов, но и для безопасности окружающего имущества и людей.

Li-ion NMC аккумулятор

Семейство литий-ионных аккумуляторов известно своим тепловым разгоном. По сути, тепловой разгон является исключительным свойством аккумуляторов этого класса. При высоких температурах происходит перегрев, что может привести к их взрыву.

LiFePO4 аккумулятор 

Поскольку аккумуляторы LiFePO4 не перегреваются, отсутствует тепловой разгон. Даже при высоких температурах соединение литий-железо-фосфат стабильно, что исключает возможность теплового разгона.

Вердикт: сравнивая риск теплового разгона для Li-ion NMC и LiFePO4 аккумуляторов, LiFePO4 является явным победителем, поскольку устраняет любые опасения по поводу теплового разгона батареи.

Экологическая безопасность

Все больше людей и производителей переходят к зеленым инициативам, не оказывающим негативного воздействия на окружающую среду. Воздействие производства и использования аккумуляторов на окружающую среду является важным фактором, который необходимо учитывать.

Li-ion NMC аккумулятор

В NMC аккумуляторах в качестве материала катода используется кобальт, что представляет значительный риск для окружающей среды. Использование кобальтовых катодных материалов приводит к образованию токсичных паров в течение всего срока службы аккумулятора и даже после его утилизации.

LiFePO4 аккумулятор 

Аккумуляторы LiFePO4 не содержат кобальта, поэтому не оказывают никакого негативного воздействия на окружающую среду. На самом деле аккумуляторы LFP являются одной из самых экологически чистых аккумуляторных технологий.

Вердикт: LiFePO4 аккумулятор — лучший выбор для тех, кто учитывает экологический фактор. Кроме того, более длительный срок службы таких аккумуляторов означает, что требуется меньшее количество замен.

Стабильная подача питания и напряжения

Li-ion NMC аккумуляторы обеспечивают стабильную подачу питания с небольшим изменением выходного напряжения даже при разрядке батареи. Это делает их идеальными для приложений, где важна постоянная подача энергии, таких как медицинские устройства или электронные сигареты.

С точки зрения подачи напряжения литиевые NMC превосходят LiFePO4. Среднее выходное напряжение литиевого аккумулятора NMC составляет около 3,7 В по сравнению с 3,2 В для LiFePO4. Это более высокое напряжение делает литиевые аккумуляторы NMC более подходящими для приложений с высокой выходной мощностью, таких как электромобили.

LiFePO4 также обеспечивают стабильную подачу энергии, но их выходное напряжение может быстро падать по мере разрядки аккумулятора. Однако это снижение напряжения гораздо менее выражено, чем у других типов литий-ионных аккумуляторов, что делает LiFePO4 хорошим выбором для приложений, где важна стабильная подача энергии.

Вердикт: LiFePO4 аккумулятор — явный лидер по стабильности. Однако литиевые аккумуляторы NMC могут быть лучшим вариантом, если вам нужна именно высокая выходная мощность.

Выбор между LiFePO4 и Li-NMC аккумуляторами

В целом, учитывая все вышеперечисленные факторы, LiFePO4 являются лучшим выбором со значительным отрывом. Однако, какой аккумулятор станет для вас лучшим выбором, может варьироваться в зависимости от ваших требований к аккумуляторному источнику питания.

Для приложений, где пространство является основной проблемой, NMC аккумуляторы выгодны из-за их высокой плотности энергии. Таким образом, NMC являются лучшим выбором для таких приложений, как электроника, мобильные телефоны, ноутбуки и т. д.

В случае приложений, требующих высокой производительности, лучшего хранения аккумулятора, длительного срока службы, термостабильности или более высокого качества, LiFePO4 являются лучшим вариантом. Аккумуляторы LiFePO4 широко используются в электромобилях, солнечных батареях, транспортных средствах для отдыха, таких как караваны, автодома, лодки и подобных устройствах.

Подытожим, технологии Li-NMC и LiFePO4 сегодня являются наиболее эффективными и в зависимости от задач вы можете принять более правильное решение о том, какой тип аккумулятора вам подходит.

LiFePO4 лучше, чем Li-NMC?

Да. LiFePO4 аккумулятор в целом является лучшим выбором, чем аккумулятор Li-NMC. Он не только обеспечивает более высокое соотношение цены и качества, но также обладает большей стабильностью, более длительным сроком службы и безопасен для окружающей среды.

Ni-Mh аккумуляторы, что это и в чем отличие от Li-ion

---

---

Статья обновлена: 2021-07-13

---

Со времени создания первого аккумулятора не прекращается поиск новых решений и усовершенствование хорошо известных формул. Изобретатели предлагают разные сочетания материалов, и самые удачные варианты идут в массовое производство. Со временем их вытесняют более эффективные аналоги с еще лучшими характеристиками.

Так произошло с никель-кадмиевыми аккумуляторами, на смену которым пришли никель-металлгидридные модели – с электродами из сплавов никеля с редкоземельными металлами. Но и им пришлось уступить лидерство, когда на рынке появились литий-ионные аккумуляторы. Поиски идеальных элементов питания продолжаются до сих пор, но пока Li-ion технология по-прежнему остается лучшей из всех вариантов.

Какой он, идеальный аккумулятор?

При оценке автономных источников питания учитываются следующие характеристики:

• размеры;
• масса;
• емкость;
• напряжение;
• ресурс – количество циклов заряд-разряд;
• допустимые токи заряда и разряда;
• простота эксплуатации;
• безопасность при использовании и утилизации.

В идеале накопитель энергии должен при минимальных размерах и небольшом весе иметь достаточно большую емкость. Тогда он сможет накапливать больше электроэнергии и дольше обеспечивать питание автономно работающих устройств. Но кроме удельной энергоемкости важны и остальные характеристики.

[products ids=’1582,1897,1589′]

[products ids=’1081,1168,2302′]

Ni-Mh, что это?

Такое обозначение имеют никель-металлогидридные аккумуляторы. Они появились на рынке в 1990 году, придя на смену никель-кадмиевой технологии. Номинальное напряжение у Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторов одинаково – порядка 1,2 В. Но по сравнению с Ni-Cd элементами, Ni-Mh ячейки не содержат токсичных тяжелых металлов, поэтому более безопасны при производстве и утилизации. Также они имеют увеличенную почти на 30% удельную энергоемкость – около 150 Вт·ч/дм³.

Их дополнительными плюсами выступают:

• допустимая температура от -60 до +50 °С;
• стабильное напряжение питания – оно не снижается вплоть до полного исчерпания заряда;
• невыраженный эффект памяти;
• возможность подзарядки не полностью разряженных элементов питания, если со времени последнего использования прошло не более 3 дней.

Ресурс у Ni-Mh элементов питания скромный – 200–500 циклов заряд-разряд. Из-за склонности к нагреву эти аккумуляторы оснащаются дополнительными деталями – температурными реле и предохранителями. Также они склонны к значительному саморазряду – даже в 1,5 раза больше, чем у предшествующих им NiCd моделей.

Поэтому никель-металлгидридные элементы нужно беречь от полного разряда в процессе работы, хранить заряженными и при длительном хранении периодически перезаряжать. При разряде «в ноль» происходят необратимые изменения в структуре и снижение емкости. Поэтому эффективность и срок службы таких элементов питания во многом зависит от соблюдения рекомендаций по их использованию и хранению.

Преимущества Li-ion технологии

Литий-ионные аккумуляторы не зря используются в большинстве современных устройств. Со времени создания в 1991 году они отлично заявили о себе и заметно потеснили конкурентов. И хотя поиски идеального аккумулятора продолжаются до сих пор, литий-ионные АКБ пока остаются неоспоримыми лидерами.

В отличие от Ni-Mh аккумуляторов, Li-ion модели имеют:

• ресурс более 1000 циклов – до снижения исходного запаса емкости на 20%;
• более высокую энергоемкость – до 230 Вт·ч/дм³;
• минимальный саморазряд – менее 5% в месяц, до 20% в год;
• абсолютно невыраженный эффект памяти;
• комфортные условия эксплуатации – с возможностью подзарядки в любое время, независимо от уровня остаточного заряда;
• быстрое восполнение заряда;
• номинальное напряжение 3,6–3,7 В на элемент;
• диапазон рабочих температур  от −20 до +60 °C.

Есть у Li-ion аккумуляторов и минусы: снижение емкости на морозе, боязнь перезаряда и глубокого разряда, риск возгорания при разгерметизации или коротком замыкании. Для устранения этих недостатков аккумуляторные батареи и элементы питания оснащаются платами контроля и защиты.

BMS плата четко отслеживает рабочие параметры и не допускает опасных состояний. В частности, она отключает севшие аккумуляторы от нагрузки, контролирует уровень и равномерность заряда на всех элементах питания АКБ и останавливает процесс заряда, когда напряжение достигает своего максимума. При наличии рабочей платы защиты и соблюдении простых правил безопасности Li-ion аккумуляторы абсолютно безопасны в использовании.

Выводы

Основными отличиями Li-ion аккумуляторов от элементов питания типа Ni-Mh являются увеличенные значения циклического ресурса, рабочего напряжения и емкости, меньший саморазряд и отсутствие эффекта памяти. Аккумуляторные батарейки обоих типов имеют схожие типоразмеры, но ячейки на основе ионов лития:

• накапливают больший объем энергии;
• выдают большее напряжение;
• служат минимум в 2 раза дольше;
• проще в эксплуатации;
• не нуждаются в «тренировке» после покупки;
• допускают частичную зарядку;
• постоянно готовы к эффективной работе.

Эти преимущества обеспечили литий-ионным АКБ массовое использование во всех сферах – от мобильных устройств и автономной электротехники до персонального электротранспорта и систем автономного электроснабжения. В интернет-магазине VirtusTec.ru представлены Li-ion аккумуляторы разных видов и типоразмеров, что позволяет купить надежные источники автономного питания практически для любых целей.

Читайте в нашей предыдущей статье о применении аккумуляторных батарей в рекламной сфере.

2021-07-13

Комментарии: 0

Просмотры: 9864

Комментарии

3 типа основных батарей: щелочные, NiMH и литий-ионные

{{@if(it.product.customBadgeText)}}

{{ it.product.customBadgeText | сейф }}

{{/если}} {{@if(it.product.soldBadgeText)}}

{{ it.product.soldBadgeText | сейф }}

{{/если}} {{@if(it.product.preorderBadgeText)}}

{{ it. product.preorderBadgeText | сейф }}

{{/если}} {{@if(it.product.saleBadgeText)}}

{{ it.product.saleBadgeText | сейф }}

{{/если}} {{@if(it.product.savingBadgeText)}}

{{ it.product.savingBadgeText | сейф }}

{{/если}}

Том Бишоп 09 апреля 2020 г.

Остановитесь и подумайте, сколько у вас устройств, работающих от аккумуляторов. Электроника с батарейным питанием, от компьютеров до сотовых телефонов и личных средств по уходу за собой, является синонимом современного общества. Мы бы пропали без батарей.

Для потребительского использования доступны три основных типа аккумуляторов. Это щелочные, никель-металлгидридные (NIMH) и литий-ионные.

У каждого типа есть свои плюсы и минусы. Каждый из них также занимает особое место в истории технологий. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Щелочные батареи

Щелочные батареи с первыми коммерчески доступными батареями. Они были изобретены одновременно, но независимо, Вальдемаром Юнгнером и Томасом Эдисоном. Однако их первые батареи были омрачены первыми щелочными батареями с сухими элементами, изобретенными канадцем Льюисом Урри в 1950-х годах.

Щелочная батарея использует цинк в качестве отрицательного электрода и диоксид марганца в качестве положительного электрода. Оба вещества расходуются по мере разрядки аккумулятора. Таким образом, щелочные батареи являются одноразовыми батареями одноразового использования. После разрядки их нельзя безопасно перезарядить.

Щелочные батареи являются самыми дешевыми в пересчете на единицу. Они обеспечивают стабильную производительность от начала до конца. Другими словами, вы не заметите падения мощности до тех пор, пока не закончится срок службы щелочной батареи. К сожалению, щелочные батареи очень трудно перерабатывать.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлгидридные батареи были изобретены в конце 1960-х годов. Развитие было более или менее результатом инвестиций в автомобильный сектор таких компаний, как Volkswagen и Daimler-Benz. Автомобильные компании хотели более качественные аккумуляторы, которые были бы менее дорогими и более надежными.

 Отрицательный электрод в батареях этого типа представляет собой интерметаллическое соединение, в состав которого входит никель. Положительный электрод — гидроксид никеля. Поскольку компоненты не расходуются во время разряда, аккумуляторы NiMH перезаряжаемы.

 NiMH аккумуляторы дороже щелочных. Типичная батарея получает около 500 зарядов до окончания срока службы. К сожалению, производительность ухудшается с разрядкой, и вы заметите определенное падение мощности с течением времени. Батареи NiMH также требуют довольно много времени для зарядки.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи, также известные как литий-ионные батареи, являются новейшим из трех основных типов. Это перезаряжаемые батареи, обычно используемые в портативной электронике. Аккумулятор в вашем мобильном телефоне, например, литий-ионный.

 Серьезные исследования литий-ионных аккумуляторов начались в 1970-х годах. Однако только в начале 1990-х годов появилась первая коммерчески доступная литий-ионная батарея. Благодаря бурному развитию персональной электроники за последние два десятилетия литий-ионные технологии значительно продвинулись вперед.

 Хотя литий-ионные аккумуляторы являются самыми дорогими из трех, они, как правило, очень быстро окупаются, что является их основным преимуществом. Хороший литий-ионный аккумулятор можно заряжать в два раза чаще, чем аккумулятор NiMH. Действительно, литий-ионные аккумуляторы Pale Blue Earth можно заряжать более 1000 раз.

 Другим преимуществом литий-ионных аккумуляторов является постоянная выходная мощность. При разрядке аккумулятора производительность не снижается. Литий-ионные аккумуляторы также очень быстро заряжаются; обычно через 1-3 часа. Вишенкой на торте является то, что литий-ионные батареи на 30 % легче, чем щелочные и никель-металлгидридные батареи, что делает их идеальными для портативности.

История поколений

Когда вы смотрите на историю науки о батареях, вы замечаете, что разворачивается история поколений. Как и многие другие технологии, батареи начинались как очень примитивные устройства, которые со временем улучшались. С каждым последующим поколением батарея становилась лучше.

Литий-ионный аккумулятор представляет собой современную технологию. Он питает почти все наши портативные электронные устройства. И теперь такие компании, как Pale Blue Earth, работают над тем, чтобы вытеснить эти старые химические вещества, чтобы позволить людям и всему миру работать на меньшем количестве физических батарей, экономя затраты, отходы и ресурсы.

• Теги: Удобство Экономичный Спектакль устойчивость

Ссылка скопирована

← Предыдущее сообщение Новая запись →

Три аккумуляторные технологии, которые могут обеспечить энергией будущее | Saft

Миру нужно больше энергии, желательно в чистой и возобновляемой форме. Наши стратегии хранения энергии в настоящее время формируются за счет литий-ионных аккумуляторов, являющихся передовыми технологиями, но на что мы можем рассчитывать в ближайшие годы?

Давайте начнем с основных сведений об аккумуляторах. Батарея представляет собой набор из одного или нескольких элементов, каждый из которых имеет положительный электрод (катод), отрицательный электрод (анод), сепаратор и электролит. Использование для них различных химикатов и материалов влияет на свойства батареи — сколько энергии она может хранить и выдавать, сколько энергии она может обеспечить или сколько раз ее можно разряжать и перезаряжать (также называемая циклической емкостью).

Аккумуляторные компании постоянно экспериментируют, чтобы найти более дешевые, плотные, легкие и более мощные химические вещества. Мы поговорили с Патриком Бернардом, директором по исследованиям Saft, который рассказал о трех новых аккумуляторных технологиях с трансформационным потенциалом.

 

ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Что это?

В литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторах накопление и высвобождение энергии обеспечивается перемещением ионов лития от положительного электрода к отрицательному туда и обратно через электролит. В этой технологии положительный электрод действует как первоначальный источник лития, а отрицательный электрод — как носитель лития. Несколько химических элементов собраны под названием литий-ионных аккумуляторов в результате десятилетий отбора и оптимизации, близких к совершенству положительных и отрицательных активных материалов. Литированные оксиды металлов или фосфаты являются наиболее распространенным материалом, используемым в качестве материалов для положительных положительных результатов. Графит, а также графит/кремний или литированные оксиды титана используются в качестве негативных материалов.

Ожидается, что в ближайшие годы литий-ионная технология достигнет предела энергопотребления при использовании реальных материалов и конструкций элементов. Тем не менее, недавние открытия новых семейств прорывных активных материалов должны разблокировать нынешние ограничения. Эти инновационные соединения могут хранить больше лития в положительных и отрицательных электродах и впервые позволят объединить энергию и мощность. Кроме того, с этими новыми соединениями также учитываются дефицит и критичность сырья.

Каковы его преимущества?

Сегодня среди всех современных технологий хранения данных технология литий-ионных аккумуляторов обеспечивает самый высокий уровень плотности энергии. Такие характеристики, как быстрая зарядка или рабочий температурный диапазон (от -50°C до 125°C), могут быть точно настроены благодаря большому выбору конструкций элементов и химических составов. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы обладают дополнительными преимуществами, такими как очень низкий саморазряд и очень долгий срок службы, а также цикличность, обычно тысячи циклов зарядки/разрядки.

Когда его ожидать?

Ожидается, что новое поколение передовых литий-ионных аккумуляторов будет развернуто до первого поколения твердотельных аккумуляторов. Они идеально подходят для использования в таких приложениях, как системы хранения энергии для возобновляемых источников энергии и транспорта (морского, железнодорожного, авиационного и внедорожного), где требуется высокая энергия, высокая мощность и безопасность.

 

АККУМУЛЯТОРЫ ЛИТИЙ-СЕРНЫЕ

Что это такое?

В литий-ионных батареях ионы лития накапливаются в активных материалах, действующих как стабильные структуры-хозяева во время заряда и разряда. В литий-серных (Li-S) батареях нет структур-хозяев. При разрядке литиевый анод расходуется, а сера превращается в различные химические соединения; при зарядке происходит обратный процесс.

Каковы его преимущества?

В Li-S аккумуляторе используются очень легкие активные материалы: сера в положительном электроде и металлический литий в качестве отрицательного электрода. Вот почему его теоретическая плотность энергии чрезвычайно высока: в четыре раза больше, чем у литий-иона. Это делает его подходящим для авиационной и космической промышленности.

Компания Saft выбрала и одобрила наиболее многообещающую технологию Li-S на основе твердотельного электролита. Этот технический путь обеспечивает очень высокую плотность энергии, длительный срок службы и устраняет основные недостатки жидкого Li-S (ограниченный срок службы, высокий саморазряд и т.  д.).

Кроме того, эта технология дополняет твердотельные литий-ионные благодаря превосходной гравиметрической плотности энергии (на кону +30% в Втч/кг).

Когда ждать?

Основные технологические барьеры уже преодолены, и уровень зрелости очень быстро приближается к полномасштабным прототипам.

Ожидается, что эта технология появится на рынке сразу после твердотельных литий-ионных аккумуляторов для приложений, требующих длительного времени автономной работы.

 

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ БАТАРЕИ

Что это?

Твердотельные батареи представляют собой смену парадигмы с точки зрения технологии. В современных литий-ионных батареях ионы перемещаются от одного электрода к другому через жидкий электролит (это также называется ионной проводимостью). В полностью твердотельных батареях жидкий электролит заменен твердым соединением, которое, тем не менее, позволяет ионам лития мигрировать внутри него. Эта концепция далеко не нова, но за последние 10 лет — благодаря интенсивным исследованиям во всем мире — были открыты новые семейства твердых электролитов с очень высокой ионной проводимостью, аналогичной жидкому электролиту, что позволило преодолеть этот особый технологический барьер.

Сегодня усилия компании Saft Research & Development сосредоточены на двух основных типах материалов: полимерах и неорганических соединениях с целью синергии физико-химических свойств, таких как технологичность, стабильность, проводимость…

Каковы его преимущества?

Первым огромным преимуществом является заметное повышение безопасности на уровне элемента и батареи: твердые электролиты негорючи при нагревании, в отличие от их жидких аналогов. Во-вторых, он позволяет использовать инновационные высоковольтные материалы с высокой емкостью, что позволяет создавать более плотные и легкие батареи с более длительным сроком хранения в результате снижения саморазряда. Более того, на системном уровне это принесет дополнительные преимущества, такие как упрощенная механика, а также управление температурой и безопасностью.