Hvordan er et Lithium Ion batteri Made og hvordan virker det?

I mange år nikkel-kadmium var de eneste oppladbare batterier som er egnet for bruk i bærbart utstyr. På 1990-tallet ble nikkel-metall-hydrid og lithium-ion-batterier oppfunnet, noe som gir bedre en energi-til-vekt-forhold og en langsommere tap omkostninger. Dagens litium-ion-batterier er den raskest voksende og mest lovende batteriteknologi.

Origins

Arbeidet med å utnytte kraften av litium batterier hadde begynt så tidlig som 1912, men det var ikke før på 1970-tallet og utgivelsen av de første kommersielt tilgjengelige, ikke-oppladbare litium batterier som litium var i stand til å brukes. Litium er det letteste av alle metaller og har størst elektrokjemiske potensial. Mangelen på vekt og tilgjengeligheten av kraft gjør den ideell for bruk i å drive små, bærbare apparater.

Lithium-ion-teknologi

I motsetning til de tidlige 1970-tallet eksempler, dagens litium-ion-batterier utnytte bare litium er ioner for å produsere kostnad. Ioner er et atom eller molekyl som har en elektrisk ladning, som i tilfelle av batteriene kan lagres, utlades og lades.

En standard lithium-ion batteri inneholder en spiral av tre tynne plater komprimert sammen. Disse arkene er en positiv elektrode, negativ elektrode og en separator. Separatoren er plassert i midten for å hindre at positive og negative elektroder fra å berøre samtidig som den tillater ioner gjennom. Den positive elektrode er laget av litium kobolt oksyd og den negative er laget av karbon. Alle platene er neddykket i en elektrolytt, en væske som inneholder ioner. Når batteriet er ladet, ioner av litium flytte gjennom elektrolytten og holde seg til karbon. Disse ionene gradvis flytte tilbake til litium kobolt oksid elektrode som elektrisitet er utladet.

produksjon

Lithium ion-batterier er laget ved å knuse en blokk av litium til en tynn plate, om 1-100th av en tomme tykk. Arket er ytterligere tynnet, strukket på en lamineringsmaskin og rullet opp. Polypropylen-laminat hindrer klebrig lithium fra å berøre i rullen og virker som elektrolytt i det ferdige batteri. Rullen er plassert i en vakuumovn i ca. 90 minutter ved 176 grader Celsius. Etter oppvarming rullen av litium er i stand til å produsere en ladning, og hver av dem er testet for kvalitet. Batteriene blir deretter sendt til et fabrikasjonsanlegg sprøytes med smeltet metall som et belegg og er i stand til å bli installert i serie som en del av en modul eller større batteri.

Fordeler

Lithium-ion-batterier er i stand til å produsere dobbelt spennings nikkel-kadmium batterier, og ikke lider av "minneeffekt", som betyr at de ikke trenger å være helt brukt opp før de lades. Lithium-ion batterier også vare lenger enn nikkel-kadmium batterier fordi de slipper ut sin elektrisitet saktere.

ulemper

Lithium ion-batterier, i motsetning til nikkel-kadmium, krever en liten krets for å opprettholde sikker spenning og strøm. Denne ekstra teknologi presser opp kostnadene for produksjon, og kostnadene til forbrukeren, slik at de omtrent 40 prosent dyrere. Lithium-ion-batterier er også gjenstand for aldring og varer vanligvis bare noen få år, selv om de kan bevares hvis det er lagret på rundt halv ladning i et kjølig miljø.