Unterschiede zwischenLithium-Ionen-Kondensatorenund Lithium-Ionen-Akkus
Die positiven und negativen Aktivsubstanzen von Lithium-Ionen-Batterien sind Verbindungen, die Lithium reversibel ein- und auslagern können, bei denen sich mindestens ein Elektrodenmaterial vor dem Zusammenbau im Lithium eingebetteten Zustand befindet, wie beispielsweise die Übergangsmetalloxide LiCoO2, LiNiO2 und LiMn2O4 als Positiv Elektrode und verschiedene Kohlenstoffmaterialien, Metalloxide oder Legierungen als negative Elektrodenmaterialien.
Das Arbeitsprinzip der Lithium-Ionen-Batterie verwendet Graphit als negative Elektrode und LiCoO2 als positive Elektrode.Während des Ladevorgangs werden Lithium-Ionen vom positiven Material getrennt und wandern durch den Elektrolyten angetrieben durch den elektrochemischen Potentialgradienten zur negativen Elektrode.Der Ladungsausgleich erfordert, dass eine gleiche Menge an Elektronen unter dem externen Stromkreis von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode fließt.Nach Erreichen der negativen Elektrode werden die Lithium-Ionen, die Elektronen erhalten, in das Gitter des negativen Materials eingebettet;Beim Entladen vollzieht sich der umgekehrte Prozess, dh Lithium-Ionen verlassen das negative Gitter und lagern sich in die positive Elektrode ein, um wieder LiCoO2 zu bilden.Während des Lade- und Entladevorgangs von Lithium-Ionen-Akkus nimmt Lithium die Form von Ionen (Li +) als Träger des Energieaustauschs an.Durch den Elektrolyten werden Lithiumionen eingebettet und entfernt, die zwischen den positiven und negativen Elektroden schwingen, um den Zweck des Energieaustauschs zu erreichen.
Das positive Material des Lithium-Ionen-Kondensators ist Aktivkohlematerial mit Doppelschicht-Energiespeicherung, das negative Material ist interkaliertes Kohlenstoffmaterial mit Lithiumionen-Deinterkalationsfunktion und der Elektrolyt ist ein Lithiumsalzelektrolyt.Wenn die Batterie aufgeladen wird, werden Lithiumionen von der Oberfläche des positiven Materials getrennt und in das Gitter des negativen Materials eingefügt, nachdem sie den Elektrolyten und das Diaphragma passiert haben;Beim Entladen lösen sich Lithium-Ionen vom Gitter des negativen Materials, kehren durch den Elektrolyten an die Oberfläche des positiven Materials zurück und bilden mit der Ladung des positiven Materials eine elektrische Doppelschicht.
Vergleich von Kapazität, Spannung und Selbstentladung Die Energiedichte des Lithium-Ionen-Kondensators ist geringer als die der Lithium-Ionen-Batterie, aber die Ausgangsdichte ist hoch;Die Energiedichte des Monomervolumens beträgt 10 bis 15 Wh/l, was viel größer ist als die Kapazität des elektrischen Doppelschichtkondensators von 2 bis 8 Wh/l, die doppelt so hoch ist wie die des letzteren.In Bezug auf die Spannung kann die maximale Spannung eines Lithium-Ionen-Kondensators 4 V erreichen, was der einer Lithium-Ionen-Batterie ähnlich ist, aber viel höher als die eines elektrischen Doppelschichtkondensators.Gleichzeitig ist es in Bezug auf die Selbstentladung kleiner als beide.Die Kathode der sicheren Lithium-Ionen-Batterie verwendet Lithiumoxid, das nicht nur eine große Menge Lithium enthält, das Lithiumdendriten bilden und die Membran durchbohren kann, sondern auch Sauerstoff enthält, ein wichtiges Zündelement.Sobald die Batterie kurzgeschlossen wird, kann es zu einer allgemeinen thermischen Zersetzung kommen, und die Reaktion mit Elektrolyt kann eine Verbrennung verursachen.Der positive Pol des Lithium-Ionen-Kondensators ist Aktivkohle.Auch wenn der interne Kurzschluss mit dem Minuspol reagiert, reagiert er nicht mit dem Elektrolyten.Theoretisch ist es viel sicherer als eine Lithiumbatterie.Lange Lebensdauer Um eine lange Lebensdauer zu erreichen, haben Lithium-Ionen-Akkus gewisse Reichweitenbeschränkungen bei der Lade- und Entladetiefe, was die nutzbare Kapazität wesentlich reduziert.Das Lade- und Entladeprinzip von elektrischen Doppelschichtkondensatoren hat eine lange Lebensdauer, indem einfach Ionen aus dem Elektrolyten adsorbiert oder entfernt werden, was die tatsächliche Lebensdauer nur schwer verlängern kann.
Postzeit: 01.07.2022