에너지 저장의 세계에서 리튬 기반 배터리 가제트에서 전기 자동차에 이르기까지 모든 것을 전공하는 데 필수적입니다. 리튬 메탈 및 리튬 이온 배터리의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 둘 다 리튬을 사용하지만 건축, 성능, 응용 프로그램 및 안전에서 크게 다릅니다. 무엇을 구별하는지 탐구합시다!
리튬 금속 배터리 란 무엇입니까?
리튬 금속 배터리는 양극에 금속 리튬을 사용하여 많은 에너지를 작은 공간에 포장 할 수 있습니다. 하전되면 리튬 이온이로 이동합니다 양극 금속 리튬을 형성합니다. 배터리가 사용되는 경우, 이들 이온은 음극으로 돌아와서 과정에서 에너지를 방출합니다.
리튬 메탈 배터리 장점
리튬 메탈 배터리는 다음과 같이 주요 이점을 제공합니다.
- 더 높은 에너지 밀도 : 리튬 메탈 배터리는 공간이 적은 공간에 더 많은 에너지를 저장할 수있어 잠재적으로 더 오래 지속되는 장치와 전기 자동차의 범위가 더 넓습니다.
- 가벼운 무게 : 가벼운 디자인은 스마트 폰, 랩톱 및 전기 자동차와 같은 휴대용 응용 프로그램에 이상적이어서 전반적인 장치 무게를 줄입니다.
- 더 빠른 충전 : 리튬 금속 배터리를 사용하면 더 빠르게 충전되어 배터리 전원을 보충 할 수 있습니다.
리튬 메탈 배터리 제한
리튬 메탈 배터리는 또한 해결해야 할 상당한 제한 사항이 있습니다.
- 안전 문제 : 수상 돌기는 리튬 금속 양극에서 형성되어 분리기를 뚫고 단락, 과열 또는 화재를 일으킬 수 있습니다.
- 한정된 사이클 수명 : 리튬 금속 배터리가 짧습니다 사이클 수명 시간이 지남에 따라 용량을 손상시키는 수상 돌기 형성으로 인한 리튬 이온 배터리보다.
- 제조 문제 : 리튬 금속 배터리 생산은 리튬의 반응성으로 인해 리튬 이온 생산보다 더 복잡하고 비용이 많이 듭니다.
- 환경 감도 :이 배터리는 온도 변화에 민감하며 최적의 성능 및 안전을위한 작동 조건의 정확한 제어가 필요합니다.
리튬 이온 배터리 란 무엇입니까?
리튬 이온 배터리 양극에 흑연과 같은 탄소 재료를 사용하십시오. 이 배터리의 주요 구성 요소는 음극, 양극, 분리기 및 전해질. 하전되면 리튬 이온은 전해질을 통해 음극에서 양극으로 이동하여 거기에 머물러 있습니다. 그런 다음 장치를 사용할 때는 음극으로 돌아와 전기 에너지를 만들어 전원을 공급합니다.
리튬 이온 배터리 장점
리튬 이온 배터리는 인상적인 장점으로 인해 인기가 있습니다.
- 고 에너지 밀도 : 리튬 이온 배터리는 작은 공간에서 상당한 전력을 제공하여 배터리 수명이 길어지면서 장치가 더 작고 가벼워 지도록합니다.
- 충전식 : 일회용 배터리와 달리 리튬 이온 배터리는 반복적으로 재충전하여 비용을 절약하고 폐기물을 줄일 수 있습니다.
- 메모리 효과 없음 : 재충전되기 전에 완전한 방전이 필요한 오래된 배터리와 달리, 용량 손실을 위험에 빠뜨릴 위험이있는 리튬 이온 배터리는 수명에 영향을 미치지 않고 언제든지 충전 할 수 있습니다.
- 낮은 자체 차지 :이 배터리는 사용하지 않을 때 시간이 지남에 따라 충전량을 줄이며 충전이 더 길어집니다.
- 다양한 응용 분야 : 리튬 이온 배터리는 다재다능하며 스마트 폰에서부터 많은 장치에서 사용됩니다. 전기 자동차.
리튬 이온 배터리 제한
리튬 이온 배터리는 널리 사용되지만 제한 사항이 있습니다.
- 비용 : 리튬 이온 배터리는 이전 배터리 유형보다 생산하는 데 더 비쌉니다. 이 높은 비용은 장치에 의존하는 장치의 경제성에 영향을 줄 수 있습니다.
- 제한된 수명 : 재충전 가능하지만, 전하 보유 능력은 시간이 지남에 따라 감소하므로 내부 화학적 변화로 인해 교체가 필요합니다.
- 안전 문제 : 손상되거나 과열 된 리튬 이온 배터리는 화재 위험을 초래하고 “열 폭주,” 잠재적으로 화재 나 폭발을 일으킬 수 있습니다. 충전 및 스토리지에 대한 제조업체 지침은 다음과 같습니다.
- 환경 영향 : 채굴 리튬 및 기타 재료는 환경에 부정적인 영향을 미치며 오염을 방지하기 위해 적절한 처리가 필요합니다.
- 온도 감도 : 극한 온도는 성능과 수명에 영향을 줄 수 있습니다. 특정 온도 범위 내에서 가장 잘 작동합니다.
리튬 이온 배터리와 리튬 메탈 배터리의 주요 차이점
다음은 리튬 메탈과 리튬 이온 배터리의 주요 차이점에 대한 요약입니다.
양극 재료
- 리튬 이온 : 흑연을 양극으로 사용하여 구조 내에서 리튬 이온을 삽입합니다.
- 리튬 메탈 : 순수한 금속 리튬을 사용하여 이온 저장 용량이 높아집니다.
에너지 밀도
- 리튬 이온 : 좋습니다 에너지 밀도 그러나 탄소 기반 양극의 용량에 의해 제한됩니다.
- 리튬 메탈 : 훨씬 높은 에너지 밀도는 더 오래 지속되는 장치와 더 큰 전기 자동차 범위를 가능하게합니다.
재충전 성
- 리튬 이온 : 충전 가능, 반복적 인 사용.
- 리튬 메탈 : 대부분은 응원 할 수 없지만 연구는 재충전 할 수 있도록 진행중인 연구가 진행 중입니다.
안전
- 리튬 이온 : 일반적으로 안전하지만 손상되거나 오용되면 화재 위험을 초래할 수 있습니다.
- 리튬-금속 : 단락과 화재를 일으킬 수있는 수상 돌기 형성으로 인한 안전 위험이 높아집니다.
사이클 수명
- 리튬 이온 : 우화 전에 수백 또는 수천 개의 충전이 지속되는 좋은 사이클 수명.
- 리튬-금속 : 충전/배출 중 수상 돌기의 돌이킬 수없는 손상으로 인한주기 수명이 짧습니다.
상업용 가용성
- 리튬 이온 : 장치 전체에서 널리 이용 가능한 성숙한 기술.
- 리튬-금속 : 대부분 연구 단계에서; 안전 및주기 수명 문제는 상업화를 방해합니다.
비용:
- Lithion-ion : 성숙 된 기술로 인한 생산 비용 절감.
- Lition-Metal : 제조 복잡성과 낮은 양으로 인해 더 비쌉니다.
결론
리튬 금속 배터리는 더 많은 에너지를 포장하지만 수상 돌기 형성으로 인해 안전 및 수명 문제에 직면합니다. 리튬 이온 배터리를 교체하기 전에 이러한 과제를 해결해야합니다. 다행히도 연구원들은 이러한 문제를 해결하기 위해 부지런히 노력하고 있습니다.
