Mengapakah bateri litium yang diperbuat daripada bahan yang berbeza mempunyai voltan yang berbeza?

Perbezaan Potensi Elektrod

Voltan dalam bateri litium ditentukan oleh potensi elektrod bahan yang digunakan. Perbezaan dalam potensi elektrod membawa kepada variasi dalam voltan bateri. Elektrod positif bateri litium-ion biasanya diperbuat daripada oksida logam litium, manakala elektrod negatif diperbuat daripada bahan seperti grafit atau tiub nano karbon. Semasa mengecas dan menyahcas, tindak balas redoks berlaku antara elektrod positif dan negatif, menghasilkan voltan. Perbezaan dalam potensi redoks pelbagai bahan menghasilkan voltan bateri yang pelbagai.

Perbezaan Jenis Bahan

Jenis bateri litium yang berbeza, seperti litium besi fosfat (LiFePO4), bateri litium terner dan bateri litium kobalt oksida (LiCoO2), mempunyai voltan yang berbeza disebabkan oleh bahan yang digunakan. Sebagai contoh, voltan nominal bateri fosfat besi litium ialah 3.2V, manakala voltan nominal bateri litium terner dan bateri litium kobalt oksida ialah 3.7V. Ini terutamanya kerana bahan elektrod positif mereka berbeza, yang menyebabkan variasi dalam potensi elektrokimia, yang membawa kepada voltan bateri yang berbeza.

Pengaruh Elektrolit

Walaupun pelbagai jenis bateri litium semuanya menggunakan elektrolit garam litium, voltan bateri keseluruhan masih boleh berbeza-beza disebabkan oleh perbezaan dalam bahan elektrod positif dan negatif. Elektrolit memainkan peranan penting dalam menghantar ion dalam bateri, dan sifatnya boleh menjejaskan prestasi voltan bateri.

Berikut ialah voltan nominal pelbagai jenis bateri litium:

• Litium Besi Fosfat (LiFePO4): 3.2V
• Bateri Litium Ternary (NCM/NCA): 3.7V
• Litium Kobalt Oksida (LiCoO2): 3.7V
• Litium Mangan Oksida (LiMn2O4): 3.7V
• Litium Nikel Mangan Kobalt (LiNiMnCoO2): 3.6V – 3.7V
• Litium Titanate (Li4Ti5O12): 2.4V
• Polimer Litium (LiPo): 3.7V
• Litium Nikel Kobalt Aluminium Oksida (NCA): 3.6V – 3.7V
• Mangan Litium Fosfat (LiMnPO4): 3.2V
• Bateri Natrium-Ion (Na-ion): 3.0V – 3.3V
• Bateri Litium Keadaan Pepejal: 3.7V (berbeza-beza bergantung pada kimia)

Ini adalah voltan nominal biasa, walaupun voltan sebenar boleh berbeza sedikit berdasarkan kimia tertentu, reka bentuk dan pengeluar bateri.

Kesimpulan

Jenis bateri litium yang berbeza mempunyai voltan nominal yang berbeza-beza, terutamanya dipengaruhi oleh bahan yang digunakan untuk anod, katod dan elektrolit. Sebagai contoh, bateri LiFePO4 mempunyai voltan 3.2V, manakala bateri ternary dan LiCoO2 biasanya mempunyai 3.7V. Memilih jenis bateri dan voltan yang betul adalah penting untuk mengoptimumkan prestasi dan memastikan keselamatan.