Litiumjoncellens egenskaper

Hög cellspänning:

3,7 Volt (ca:) jämfört med 1,2 Volt hos NiCd/NiMH-cellen

Hög energitäthet jämfört med övriga kemiska system:

Energitätheten är olika beroende på Li-system.

 

Översikt vanligt förekommande litiumteknologier

Utvecklingen av Litiumjon batterier har under senare tid gått mycket snabbt och i dagsläget finns ett flertal batteriteknologier under samlingsnamnet:

Begreppet Litium jonbatterier beskriver med andra ord en grupp av olika batterisystem där battericellens lagrade energi utvinns genom att litiumjoner rör sig mellan elektroderna i batteriet.

Genom att använda olika sammansättning i anod- samt katod-material och elektrolyt erhåller battericellen helt olika egenskaper.

Anod
Anoden i dagens celler består av en grafitmix.
Den är väloptimerad och marginella förbättringar kan uppnås vid en eventuell designförändring.

Katod
Katoden består av litium och någon typ av metalloxid eller en kombination av dessa.

Ett flertal olika katodmaterial används som ger battericellen olika unika egenskaper för användning i en speciell applikation.

Katodens sammansättning avgör cellens kapacitet samt belastningsegenskaper (låg, medelhög eller hög ström vid urladdning eller laddning).

Förekommande Litiumsystem:

Litium- Koboloxidoxid (LiCoO2)

Litium-koboltsystemet är sedan 1990-talet det vanligaste li-jonsystemet för strömförsörjning av bärbar utrustning som 3C: ficktelefoner, digitalkameror, laptops m.m.

Batterisystemets fördelar:
Har den högsta energitätheten och ger lång driftstid.

Batterisystemets nackdelar:
Relativ låg laddnings-/ urladdningsström.
Cellen uppnår 80% laddningsgrad efter 1-1,5 timmars laddning och är fulladdad efter ca: 2,5 timmar. Typisk urladdningsström 2C.

Inre motstånd ökar vid cykling.
Cycle Life: upp till 500 cykler (80% av initiell kapacitet)

Litium- Mangandioxid (LiMn2O4)
Litium-mangandioxid-systemet tillåter högre effektuutag jämfört med koboltsystemet.

Användningsområden:
Miniatyrelektroniklockor, 3C samt även i handverktyg.

Litium- Mangandioxid-Kobolt (Li-NMC)

Katodmaterialet består av en multi-metalloxid innehållande nickel, kobolt samt mangandioxid i kristallstruktur till vilken litium adderats.

Celltypen finns tillgängligt i två utföranden:
Hög kapacitet eller Högeffekt.

Litium- Järnfosfat (LiFePO4)

Batterisystemets fördelar:

  • Hög termisk & kemisk stabilitet jämfört med LiCoO2
  • Snabbladdningsbar (några minuter).
  • Mycket goda egenskaper för användning i ”High Power” Applikationer
  • Mycket goda cyklingsegenskaper (ca:2000 cykler)
  • Låg kostnad

Nackdelar:
Låg energidensitet jämfört med LiCoO2 teknologin.
Cellspänning: 3,2 Volt

Förekommer med katodmaterial uppbyggt med s.k. nanostruktur.

Ovan är de vanligaste celltyperna. Ytterligare celltyper finns med olika mix i katodmaterial samt tillverkningssätt av elektroder och separatormaterial.

Celltyper

Cylindriska celler

Prismatiska celler

Polymerceller

Ovan celltyper används för byggnation av batteripaket för strömförsörjning av de mest skiftande applikationsområden.

Applikationsområden

3C Applikationer

Ficktelefoner

Kameror/Video

Notebooks

Bluetooth (Headsets), MPs/MPEG4, PDA:s, Pocket PC, GPS m.m.

Högeffektsapplikationer

Handverktyg

Elcykel

E-scooter

El-motorcyklar, permobilar, golfbilar, trädgårdsverktyg m.m.

Standby applikationer

UPS-applikationer

Ersätter blybatterier i ett antal applikationer: UPS-anläggningar, liftar m.m.

Elbilar (EV) Hybridbilar (HEV)

En intensiv forskning pågår för att hitta en energikälla för ersättning av fosila bränslen som energikälla i el och hybridbilar.

Tekniska data:
Lämnad information är enbart vägledande

Teknisk specifikation hämtas via respektive medlemsföretags hemsida

UN Transport Regulation on Lithium Batteries
Speciella regler gäller för transporter av litiumbatterier.
Ytterligare information se: Länk till UN samt MSB.

Miljöanpassning Litiumbatterier
Litiumbatterier är miljöanpassade. De är helt fria från tillsats av tungmetallerna kvicksilver, kadmium eller bly. Enligt den nya batteriförordingen skall batteriet märkas med återvinningssymbol, överkorsad soptunna.