Li-Ion батареї: основні різновиди та їх властивості

З моменту винаходу акумуляторних батарей літієвого типу вони здобули величезну популярність у світі. Практичні, зносостійкі, розраховані на тривалий період експлуатації, ці елементи живлення з успіхом підтримують працездатність не тільки різної електроніки, але й більшості сучасних індивідуальних транспортних засобів з електродвигунами та навіть автономних електростанцій. Поступово їх беруть на озброєння й автомобілебудівні компанії, що випускають габаритну техніку великої потужності.

Сприяє зростанню попиту на цю продукцію і той факт, що у світі постійно створюються нові види Li-ion акумуляторів, виникають більш досконалі конструкції. А інженери постійно б'ються над вирішенням проблеми винаходу довговічних, легких та в водночас потужних батарей цього типу.

Найпопулярніший формат сучасної літієвої АКБ — батареї Li-Ion. Вони поставляються на ринок з різним обсягом та струмами розряду. Щоб домогтися зміни характеристик батареї, виробники вдаються до різних маніпуляцій. Наприклад, нарощують шар електродної маси на фользі, щоб збільшити питомі показники пристрою. Також з цією метою можуть:

• коригуватися товщина електрода або сепаратора;
• змінюватися розміри елементів у складі активної маси;
• вибиратися різні матеріали для виробництва електродів.

Традиційно ті з Li-Ion батарей, які розраховані на роботу зі стартерами, мають максимальну потужність, в той час як елементи живлення мобільних девайсів і всілякої електроніки виробляються з упором на велику ємність.

Типи літієвих батарей

Говорячи про класифікації Li-акумуляторів, в першу чергу намагаються розділити їх на класи в залежності від основної активної речовини. Як правило, кожна така категорія виробів має власну формулу та скорочену назву:

1. Складні літій-нікель-кобальт-алюміній-оксидні батареї, також відомі як NCA, спочатку були популярні у сфері розробки медичного обладнання, силових агрегатів та промислових установок. Сьогодні їх активно включають в свої розробки і виробники електричного транспорту. Ці елементи живлення демонструють високу енергоємність поряд з довговічністю. Однак вони не вибилися ще поки в лідери через свою високу вартість і сумнівну безпеку.
2. Літій-марганцеві вироби (в основі лежить літій-іонний осередок, доповнений катодом у вигляді шинелі Li-Mn) являють собою продукт високої потужності. Однак характеризуються не дуже великий ємністю. Їх найчастіше поставляють в якості комплектуючих електровелосипедів. Подібні рішення мають невелику вагу, демонструють відмінну швидкість зарядки, але відрізняються не дуже великою довговічністю.
3. Літій-кобальтові рішення актуальні для техніки, яка споживає невеликі струми. В основі цих конструкцій лежать анод графітового типу і катод на основі оксиду кобальту. Серед переваг таких АКБ слід відзначити хороші показники питомої енергоємності та невелику вартість. Серед мінусів числяться малий експлуатаційний період, нестійкість до граничних температур, скромна питома потужність.

Також слід виділити АКБ з фосфатом заліза, очікувано іменовані літій-залізо-фосфатними. Вони демонструють відмінні електрохімічні властивості, високу силу струму, малий внутрішній опір, а також термостійкість. LiFePo-модулі зустрічаються переважно в установках, де необхідна крайня витривалість техніки, здатність переносити великі струми. Також їх нерідко застосовують в системах автономного енергозабезпечення, зокрема в конструкції побутових і комерційних сонячних електростанцій.