ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

เป็นเวลาสองสามทศวรรษแล้วที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จไฟได้เชิงพาณิชย์เปิดตัวในเชิงพาณิชย์ และในปัจจุบันนี้ แบตเตอรี่เหล่านี้ครองตลาดในฐานะตัวเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับพลังงานแบบพกพา จีเอ็น Lewis เป็นผู้บุกเบิกงานเกี่ยวกับแบตเตอรี่เหล่านี้ตั้งแต่ช่วงปี 1912 เพื่อเอาชนะความไม่แน่นอนโดยธรรมชาติของโลหะลิเธียมที่มีปฏิกิริยาสูง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อดีหลายประการ เช่น ความทนทานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แม้ว่าจะมีข้อเสียอยู่บ้าง

ความหนาแน่นพลังงานสูงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอาจเป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดเหนือแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้อื่นๆ ด้วยน้ำหนักและปริมาตร มันเหนือกว่าคู่แข่ง โดยเก็บพลังงานได้มากถึง 150 วัตต์-ชั่วโมงในกิโลกรัมเดียว ในทางกลับกัน ชุดแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH) จัดเก็บได้เพียง 60 ถึง 70 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม โดยมีจุดสูงสุดที่ระดับค่อนข้างต่ำ 100 แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีราคาที่แย่กว่านั้น โดยเก็บได้ 25 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ซึ่งเป็นเพียงหนึ่งในหกของความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในแง่ของความหนาแน่นของพลังงาน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแชมป์ปอนด์ต่อปอนด์อย่างไม่ต้องสงสัย

ในขณะที่แบตเตอรี่ NiMH หรือนิกเกิลแคดเมียม (NiCd) จะสูญเสียประจุมากถึง 20 เปอร์เซ็นต์ในหนึ่งเดือน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสูญเสียประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ ทำให้เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับนักเดินทางที่พกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์. อย่างไรก็ตาม การจัดเก็บเป็นเวลานาน กำหนดให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีประจุอย่างน้อย 40 เปอร์เซ็นต์; การจัดเก็บแบตเตอรี่ที่หมดจนหมดจะทำให้อายุการใช้งานโดยรวมลดลงอย่างมาก อุณหภูมิในการจัดเก็บที่ต่ำถึง -4 องศาฟาเรนไฮต์จะทำงานได้ดีที่สุดเป็นระยะเวลานาน แม้ว่าชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใหม่กว่าจะทำงานได้ดีหลังจากการจัดเก็บเป็นเวลานานที่อุณหภูมิห้อง

ค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยเฉลี่ยมักจะสูงกว่าแบตเตอรี่ NiMH และ NiCd ที่มีความจุเท่ากัน เพื่อการทำงานที่ปลอดภัย ผู้ผลิตจะติดตั้งชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพร้อมวงจรป้องกัน ซึ่งจำกัดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ระหว่างการชาร์จและการคายประจุให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยที่กำหนด ความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตวงจรนี้แปลเป็นต้นทุนเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม แม้จะมีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า แต่กำลังขับของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเมื่อเวลาผ่านไปทำให้ประหยัดกว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้และแบบใช้แล้วทิ้งในท้ายที่สุด ช่วงอายุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปมีอายุการใช้งานประมาณสองถึงสามปี

ขณะนี้ไม่มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสากล ผู้ผลิตออกแบบให้พอดีกับอุปกรณ์เฉพาะ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่ได้มาในขนาดเซลล์มาตรฐาน เช่น AA, C และ D ต่างจากแบตเตอรี่ NiMH และ NiCd นอกจากนี้ เนื่องจากการคายประจุโดยสมบูรณ์หรือการชาร์จไฟเกินทำให้เกิดความเสียหายหรือทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสั้นลง ที่ชาร์จจึงมาพร้อมกับวงจรที่ซับซ้อนและมีราคาแพงกว่า