Литий-ионные аккумуляторы популярны, поскольку обладают рядом важных преимуществ перед конкурирующими технологиями:

Как правило, они намного легче, чем другие типы перезаряжаемых батарей того же размера. Электроды литий-ионного аккумулятора изготовлены из легкого лития и углерода. Литий также является высокореактивным элементом, а это означает, что в его атомных связях может храниться много энергии. Это приводит к очень высокой плотности энергии для литий-ионных аккумуляторов. Вот способ получить представление о плотности энергии. Типичная литий-ионная батарея может хранить 150 ватт-часов электроэнергии в 1 килограмме батареи. Аккумулятор NiMH (никель-металлогидридный) может хранить примерно 100 ватт-часов на килограмм, хотя более типичным может быть от 60 до 70 ватт-часов. Свинцово-кислотный аккумулятор может хранить только 25 ватт-часов на килограмм. При использовании свинцово-кислотной технологии требуется 6 кг для хранения того же количества энергии, которое может выдержать 1-килограммовая литий-ионная батарея.Они держат свой заряд. Литий-ионный аккумулятор теряет всего около 5 процентов своего заряда в месяц по сравнению с 20-процентной потерей в месяц для NiMH аккумуляторов.У них нет эффекта памяти, что означает, что вам не нужно полностью разряжать их перед зарядкой, как в случае с некоторыми другими аккумуляторами.Литий-ионные аккумуляторы могут выдерживать сотни циклов заряда/разряда. 

Это не значит, что литий-ионные аккумуляторы безупречны. Есть у них и несколько недостатков: 

Они чрезвычайно чувствительны к высоким температурам. Тепло приводит к тому, что литий-ионные аккумуляторы разлагаются намного быстрее, чем обычно.Если полностью разрядить литий-ионный аккумулятор, он выйдет из строя.Литий-ионный аккумулятор должен иметь бортовой компьютер для управления аккумулятором. Это делает их еще более дорогими, чем они уже есть. Многие из этих характеристик можно понять, взглянув на химию.

Внутри литий-ионного аккумулятора и ячейки :

Литий-ионные элементы могут быть либо цилиндрическими батареями, которые выглядят почти так же, как элементы AA, либо призматическими, что означает, что они квадратные или прямоугольные. Компьютер, который включает в себя:

Один или несколько датчиков температуры для контроля температуры батареи

Преобразователь напряжения и схема регулятора для поддержания безопасных уровней напряжения и тока.

Экранированный разъем для ноутбука, который позволяет питанию и информации поступать и выходить из аккумуляторной батареи.

Отвод напряжения, который контролирует энергетическую емкость отдельных ячеек в аккумуляторной батарее.

Монитор состояния заряда батареи, представляющий собой небольшой компьютер, который управляет всем процессом зарядки, чтобы обеспечить максимально быструю и полную зарядку батарей.

Если аккумуляторная батарея становится слишком горячей во время зарядки или использования, компьютер отключит подачу энергии, чтобы попытаться охладить ее. Если вы оставите свой ноутбук в очень горячей машине и попытаетесь использовать ноутбук, этот компьютер может помешать вам включиться, пока все не остынет. Если элементы полностью разрядятся, аккумуляторная батарея отключится, потому что элементы будут разрушены. Он также может отслеживать количество циклов зарядки/разрядки и отправлять информацию, чтобы индикатор заряда батареи ноутбука мог сообщить вам, сколько заряда осталось в батарее.

Это довольно сложный маленький компьютер, питающийся от батареек. Это энергопотребление является одной из причин, по которой литий-ионные батареи теряют 5 процентов своей мощности каждый месяц, когда простаивают.

Литий-ионные элементы

Как и у большинства аккумуляторов, у вас есть внешний корпус из металла. Использование металла здесь особенно важно, потому что батарея находится под давлением. Этот металлический корпус имеет какое-то вентиляционное отверстие, чувствительное к давлению. Если батарея когда-либо станет настолько горячей, что может взорваться из-за избыточного давления, это вентиляционное отверстие сбросит дополнительное давление. После этого батарея, вероятно, будет бесполезна, поэтому этого следует избегать. Вентиляционное отверстие там строго из соображений безопасности. То же самое относится и к переключателю положительного температурного коэффициента (PTC), устройству, которое должно предохранять аккумулятор от перегрева.

Этот металлический корпус содержит длинную спираль, состоящую из трех спрессованных вместе тонких листов:

- Положительный электрод

-Отрицательный электрод

- Сепаратор

Внутри корпуса эти листы погружены в органический растворитель, выполняющий роль электролита. Эфир является одним из распространенных растворителей.

Сепаратор представляет собой очень тонкий лист пластика с микроперфорацией. Как следует из названия, он разделяет положительный и отрицательный электроды, пропуская ионы.

Положительный электрод изготовлен из оксида лития-кобальта или LiFePO4 . Отрицательный электрод изготовлен из углерода. Когда аккумулятор заряжается, ионы лития перемещаются через электролит от положительного электрода к отрицательному и прикрепляются к углероду. Во время разряда ионы лития возвращаются к LiFePO4 из углерода.

Движение этих ионов лития происходит при довольно высоком напряжении, поэтому каждая ячейка вырабатывает 3,7 /3,2 вольта. Это намного выше, чем 1,5 В, типичные для обычного щелочного элемента типа АА, который вы покупаете в супермаркете, и помогает сделать литий-ионные батареи более компактными в небольших устройствах, таких как сотовые телефоны. См. раздел «Как работают аккумуляторы» для получения подробной информации о различных химических элементах аккумуляторов.