Никель-кобальт-марганцевая (NCM) литиевая батарея
Теоретическая удельная энергия батарей NCM была значительно улучшена при практическом применении. По сравнению с литиево-кобальтовыми батареями, батареи NCM обеспечивают более высокую емкость. Однако с точки зрения материалов в батареях NCM используются оксиды никеля-кобальта-марганца и органические электролиты, которые принципиально не решают проблемы безопасности. В случае короткого замыкания может возникнуть чрезмерный ток, что может привести к потенциальной угрозе безопасности.
Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LFP)
Теоретическая емкость составляет 170 мАч/г, а практически достижимая емкость — около 160 мАч/г. С точки зрения безопасности батареи LFP обладают высокой термической стабильностью и низкой активностью окисления электролита, что обеспечивает превосходные показатели безопасности. Однако к их недостаткам относятся низкая электропроводность, больший объем, больший расход электролита и относительно плохая консистенция ячеек из-за высокой емкости.
Литий-кобальтовая батарея (LCO)
Ключевой особенностью его структуры является то, что даже при полной зарядке значительное количество ионов лития остается на катоде. Это означает, что анод не может вместить больше ионов лития, мигрирующих с катода. В условиях перезаряда избыточные ионы лития продолжают двигаться к аноду, где они не могут быть полностью интеркалированы и вместо этого образуют металлический литий. Этот металлический литий имеет тенденцию превращаться в дендритные структуры, известные как литиевые дендриты. После формирования дендриты могут пробить сепаратор, вызывая внутренние короткие замыкания. Кроме того, основными компонентами электролита являются карбонаты, которые имеют низкие температуры вспышки и кипения, что делает их склонными к возгоранию или даже взрыву при повышенных температурах. Контролировать образование дендритов относительно легче в батареях небольшой-емкости, поэтому батареи LCO в основном используются в портативных электронных устройствах и не подходят для силовых батарей.
Литий-оксид-марганцевая батарея (LMO)
Литий-оксидные батареи имеют определенные преимущества. В полностью заряженном состоянии ионы лития в катоде могут быть полностью интеркалированы в углеродную структуру анода, в отличие от батарей LCO, где некоторое количество лития остается в катоде. Теоретически это предотвращает образование дендритов. Однако на практике сильные внешние силы или низкое качество изготовления все равно могут вызывать быстрое движение ионов лития-во время циклов зарядки и разрядки. Если анод не сможет вовремя разместить ионы лития, дендриты все равно могут образоваться. Чтобы предотвратить это, необходим строгий контроль качества и тестирование во время производства. В целом, с сертифицированными батареями LMO вряд ли возникнут инциденты, связанные с безопасностью. Их стабильная структура также приводит к гораздо более низкой окислительной активности по сравнению с LCO, и даже в случае внешних коротких замыканий риск литиевого покрытия, возгорания или взрыва значительно снижается.
