В смартфонах литий-ионные (и литий-полимерные) аккумуляторы могут отличаться по форме, ёмкости и даже напряжению. Но все они (99,9%) кобальтовые.
Узнайте, что значит литий-кобальтовый аккумулятор, чем он отличается от других и какие ещё бывают.
Что значит литий-кобальтовый аккумулятор?
Это значит, что в качестве активного компонента катода аккумулятора (+ положительного электрода) используется кобальт.
И поскольку анод (- отрицательный электрод) в литий-ионной технологии был хорошо оптимизирован за последние 30 лет (в аноде используется графит), ключевые характеристики ячейки определяет именно выбор материала катода.
С самого начала кобальт использовался для изготовления катодов литий-ионных аккумуляторов. Это проверенный временем материал со стабильными свойствами и хорошо отработанными поставками.
LiCoO2-аккумуляторы обладают высочайшей плотностью энергии (до 190 Вт·ч/кг, когда как у других 95-120 Вт·ч/кг).
Именно этим свойством кобальтовый катод завоевал смартфонный рынок. Аккумуляторы получаются компактными и хорошо держат заряд в течение дня даже под сильными нагрузками.
Может ли быть в смартфонах аккумулятор Li-ion НЕ кобальтовый?
Для катода нельзя просто взять и выбрать что-то «получше» из периодической таблицы Д.И. Менделеева. Производители вынуждены решать сложную задачу максимальной очистки активного материала.
Тот же кобальт при производстве для аккумуляторных электродов должен быть предельно свободен от примесей.
Применение в электродах кобальта с присутствием железа, ванадия и серы более 0,15% недопустимо. Но возможно у некоторых китайских производителей (качество страдает). Всерьёз эти подделки рассматривать не следует.
Поэтому в большинстве случаев разработчики смартфонов отталкиваются от наиболее недорогих и доступных для массового заказа технологий. LCO-ячейки как раз подходят лучше всего.
Главное для поставщиков чтобы брака было как можно меньше. Характеристики тоже имеют значение для привлечения покупателей.
Какие ещё бывают материалы для катодов в технологии Li-ion помимо LiCoO2-аккумуляторов?
Сегодняшняя промышленность предлагает для литий-ионной технологии готовые катодные материалы. Они задействованы в массовых поставках. Просто покупаешь и внедряешь в производство.
Альтернатива LCO, как видите, существует. Но другим материалам не удалось придать аккумуляторам конкурентную кобальтовой батарее плотность энергии.
Поэтому применение «некобальтовых» катодов в основном отошло в сторону приложений, где компактность не нужна:
- • электромобили,
- • индивидуальный электротранспорт (электросамокаты, гироскутеры, электровелосипеды);
- • медицинская техника,
- • промышленное оборудование,
- • электроинструмент.
Хотя исключения, конечно же, существуют. Например, у Tesla есть опыт применения литий-кобальтовых аккумуляторов в тяговых батареях [источник — исследование литий-ионной технологии на рынке электротранспорта, PDF]. Это к вопросу о том, что литий кобальтовые аккумуляторы где-то ещё применяются помимо смартфонов, планшетов и ноутбуков.
Подытожим про LiCoO2-аккумуляторы
Кобальт завоевал место лучшего материала в качестве активного компонента катодов литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов в мобильных гаджетах (телефоны, смартфоны, ноутбуки, планшеты, фотоаппараты и так далее).
За батареями с катодом LCO (LiCoO2) самый большой рынок. С характеристиками по напряжению 3,6В (номинальное) и 4,2В (максимальное) они обладают привлекательной сравнительно огромной плотностью энергии 190 Вт·ч/кг. И эти значения можно ещё увеличить за счёт присадок в электролит.
Для самостоятельного изучения применения катодных материалов в литий-ионных аккумуляторах рекомендуем научный материал из сентябрьского выпуска 2008-го года JOM: The Magazine [публикация на TMS].
Номер не первой свежести (особенно по расценкам активных компонентов), но до сих пор актуальный по технической матчасти. В нём приведены подробные и точные сведения проводимых исследований.
"привлекательной сравнительно огромной плотностью энергии" - это как? что это означает?
Здравствуйте Плотность энергии - это количество энергии на единицу объема. Т.е. в одном и том же размере может быть емкость 1000 или 1300 мач.
Это не правда кобольт опасен маск так и сказал на своей презентации. У каждого будит свой робот на 3 мин
Здравствуйте. Кобальтовые системы опасны, это так. Но при условии, что они не имеют никакой защиты. Поскольку беспроводная электроника, которая сегодня есть в продаже, оснащается защитой от перезаряда, перегрева и короткого замыкания, то её штатное использование безопасно. И это гарантируется производителями. Если гарантии не выполняются, то производитель несёт ответственность. Так было, например, с компанией Samsung, которая выпустила в массовое производство экспериментальный продукт.