ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่สำรองพลังงานสูงอื่นๆ เช่น แบตเตอรี่ Ni-Cd, แบตเตอรี่ Ni-MH, แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด เป็นต้นลิเธียมไอออนแบตเตอรี่มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านประสิทธิภาพ ซึ่งส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในด้านต่อไปนี้

(1) แรงดันไฟฟ้าทำงานสูง

การใช้สารประกอบอินเทอร์คาเลชั่นลิเธียมคาร์บอน เช่น กราไฟท์หรือโค้กปิโตรเลียม แทนลิเธียมโลหะ เนื่องจากอิเล็กโทรดลบจะลดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากศักยภาพในการสลับลิเธียมต่ำ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจึงสามารถลดลงได้ ในเวลาเดียวกัน การเลือกสารประกอบอินเทอร์คาเลชั่นลิเธียมที่เหมาะสมเป็นอิเล็กโทรดบวกของแบตเตอรี่ และเลือกระบบอิเล็กโทรไลต์ที่เหมาะสม (การกำหนดหน้าต่างไฟฟ้าเคมีของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน) จะทำให้ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงขึ้น (- 4V) ซึ่งสูงกว่าแบตเตอรี่ระบบน้ำมาก

(2) กำลังการผลิตเฉพาะขนาดใหญ่

แม้ว่าการเปลี่ยนโลหะลิเธียมด้วยวัสดุคาร์บอนจะลดความจุเฉพาะมวลของวัสดุ ในความเป็นจริงเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่รองลิเธียมโลหะมีอายุการใช้งานที่แน่นอน ลิเธียมโลหะลบมักจะเกินเกินสามเท่า ความจุจำเพาะมวลที่ลดลงจริงนั้นไม่มาก และความจุจำเพาะปริมาตรลดลงเพียงเล็กน้อย

(3) ความหนาแน่นของพลังงานสูง

แรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่สูงขึ้นและความจุจำเพาะเชิงปริมาตรจะกำหนดความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรอง เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ Ni-Cd และแบตเตอรี่ Ni-MH ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำรองมีความหนาแน่นของพลังงานสูงสุดและยังคงมีศักยภาพในการพัฒนาที่ดีเยี่ยม

(4) ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่ดีและอายุการใช้งานยาวนาน

สาเหตุที่แบตเตอรี่ที่ใช้โลหะลิเธียมเป็นขั้วบวกไม่ปลอดภัยก็คือโครงสร้างของขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเปลี่ยนไปและเกิดเดนไดรต์ที่มีรูพรุน สามารถเจาะตัวคั่นและทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในได้ และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีปัญหานี้และปลอดภัยมาก เพื่อป้องกันไม่ให้มีลิเธียมโลหะอยู่ในแบตเตอรี่ ควรควบคุมแรงดันไฟฟ้าระหว่างการชาร์จ เพื่อการประกันภัย แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอุปกรณ์นิรภัยหลายตัวติดตั้งไว้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างใดๆ ในการอินเตอร์คาเลชันและดีอินเทอร์คาเลชันของลิเธียมไอออนบนแคโทดและแอโนดในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุ (จะมีการขยายตัวและการหดตัวของโครงตาข่ายในระหว่างกระบวนการอินเทอร์คาเลชันและดีอินเทอร์คาเลชัน) และเนื่องจาก สารประกอบอินเทอร์คาเลชั่นนั้นแข็งแกร่งกว่าลิเธียมโลหะ มีความเสถียรมากกว่าและไม่ก่อให้เกิดลิเธียมเดนไดรต์ในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุ จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่ได้อย่างมาก และอายุการใช้งานของวงจรก็ดีขึ้นอย่างมากเช่นกัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการยกเว้นให้เป็นสินค้าอันตรายโดยแผนกการขนส่งสินค้าอันตรายของกระทรวงคมนาคมของสหรัฐอเมริกาและ IAIT (สมาคมทางอากาศและการขนส่งระหว่างประเทศ) ในปี 1989 และ 1990 ตามลำดับ

(5) อัตราการปลดปล่อยตัวเองเล็กน้อย

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้ระบบอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำ และวัสดุคาร์บอนผสมลิเธียมนั้นไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ในระบบอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำ ในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุครั้งแรก ฟิล์มโซลิดอิเล็กโตรไลต์อินเตอร์เฟส (SEI) จะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดคาร์บอนลบ เนื่องจากการลดลงของอิเล็กโทรไลต์ ทำให้ลิเธียมไอออนผ่านได้แต่ไม่ใช่อิเล็กตรอน และปล่อยให้อิเล็กโทรดทำงานอยู่ วัสดุที่มีสถานะประจุต่างกันต้องผ่าน ในสถานะที่ค่อนข้างคงที่ มีอัตราการคายประจุเองต่ำ

(6) สะอาดและปราศจากมลภาวะ

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีสารพิษ เช่น ตะกั่ว โชคลาภ ปรอท เป็นต้น ขณะเดียวกันเนื่องจากแบตเตอรี่ต้องมีการปิดผนึกอย่างดีจึงมีการปล่อยก๊าซน้อยมากระหว่างการใช้งานทำให้ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ตัวทำละลายที่ใช้ในการละลายสารยึดเกาะในกระบวนการผลิตก็สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์เช่นกัน Sony และบริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาดใหญ่อื่นๆ ได้เริ่มการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและการรีไซเคิลวัสดุ (เช่น สว่านโลหะ ฯลฯ) ตั้งแต่ปี 1997 นอกจากนี้ ในปี 1996 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของ Sony ได้รับการรับรองให้สอดคล้องกับมาตรฐานสิ่งแวดล้อมสากล IS014001 [71O

(7) ประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้าสูง

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่เหมือนกับแบตเตอรี่รองรุ่นก่อนๆ ที่มีระบบน้ำ ตรงที่ไม่ผลิตก๊าซในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุตามปกติ และประสิทธิภาพในปัจจุบันใกล้เคียงกับ 100% คุณสมบัตินี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นแบตเตอรี่สำหรับเก็บและแปลงพลังงาน