Litija bateriju celmlauzis sākās 1912. gadā GN Lewis vadībā, taču tikai 1970. gadu sākumā pirmās neuzlādējamās litija baterijas sāka lietot komerciāli. Litijs ir vieglākais no visiem metāliem, nodrošinot vislielāko elektroķīmisko potenciālu un lielāko enerģijas blīvumu pēc svara.
Mēģinājumi izstrādāt uzlādējamas litija baterijas neizdevās drošības problēmu dēļ. Pētījumi pievērsās litija jonu izmantošanai metāliskā litija vietā nemetāliskajos litija akumulatoros litija metāla raksturīgās nestabilitātes dēļ, īpaši uzlādes laikā. Lai gan enerģijas blīvums bija nedaudz zemāks nekā litija metālam, litija joni ir droši, ja tiek veikti noteikti piesardzības pasākumi uzlādes un izlādes laikā. 1991. gadā Sony komercializēja pirmo litija jonu akumulatoru. Citi ražotāji sekoja šim piemēram.
Litija jonam parasti ir divreiz lielāks enerģijas blīvums nekā standarta niķeļa-kadmijam. Tam ir vēl lielāka enerģijas blīvuma potenciāls. Tā izlādes raksturlielumi ir diezgan labi, un izlādē tas darbojas līdzīgi kā niķeļa-kadmijam. Augstais akumulatora spriegums (3,6 volti) ļauj izveidot akumulatoru komplektu, izmantojot tikai vienu elementu. Lielākā daļa mūsdienu mobilo tālruņu darbojas ar vienu akumulatoru. Uz niķeļa bāzes veidotai pakotnei būtu nepieciešami trīs virknē savienoti 1.{6}}voltu elementi.
Litija jonu akumulators ir zemas apkopes akumulators, kas ir priekšrocība, ko vairums citu ķīmijas ražotāju nevar apgalvot. Nav atmiņas un nav nepieciešama ieplānota riteņbraukšana, lai pagarinātu akumulatora darbības laiku. Turklāt pašizlāde ir mazāka par pusi salīdzinājumā ar niķeļa-kadmiju, tāpēc litija joni ir labi piemēroti mūsdienu degvielas mērīšanas ierīcēm. Litija jonu šūnas, atbrīvojoties no tām, rada nelielu kaitējumu.
Neskatoties uz litija jonu vispārējām priekšrocībām, tam ir savi trūkumi. Tas ir trausls, un, lai nodrošinātu drošu darbību, ir nepieciešama aizsardzības ķēde. Aizsardzības ķēde, kas iebūvēta katrā iepakojumā, ierobežo katras šūnas maksimālo spriegumu uzlādes laikā un neļauj šūnas spriegumam pazemināties pārāk zemu izlādes laikā. Turklāt drošības ķēde uzrauga akumulatora temperatūru, lai novērstu galējības. Lielākajai daļai paku ir nominālā temperatūra no 1 C līdz 2 C, un 1 C ir vienāda ar akumulatora nominālo jaudu vienā stundā. Šāda aizsardzība palielina ražošanas izmaksas.
Lielākajai daļai litija jonu akumulatoru novecošana rada bažas, un daudzi ražotāji par šo problēmu klusē. Pēc viena gada akumulators zaudē aptuveni 20 procentus no savas jaudas gadā neatkarīgi no tā, vai akumulators tiek lietots vai nē. Augstākā temperatūrā novecošanās notiek ātrāk. Uzglabāšana vēsā palēnina litija jonu (un citu ķīmisko vielu) novecošanās procesu. Ražotāji iesaka uzglabāt 15 grādu (59 ° F) temperatūrā. Turklāt uzglabāšanas laikā akumulators ir daļēji jāuzlādē ar ieteicamo uzlādes vērtību 40 procenti.
Izmaksu un enerģijas blīvuma izteiksmē cilindriskais 18650 litija jonu elements ir visekonomiskākais akumulators, un to izmanto mobilajām skaitļošanas ierīcēm un citām lietojumprogrammām, kurām nav nepieciešama īpaši plāna ģeometrija. Plānākas ģeometrijas gadījumā prizmatiskais litija jons piedāvā vislabāko kompromisu starp izmaksu un enerģijas attiecību un formas faktoru.
Priekšrocības
- Augsts enerģijas blīvums – vēl lielākas jaudas potenciāls.
- Jaunā stāvoklī nav nepieciešama ilgstoša gruntēšana. Pietiek ar vienu regulāru uzlādi.
- Salīdzinoši zema pašizlāde – pašizlāde ir mazāka par pusi no niķeļa bāzes akumulatoriem.
- Zema apkope - nav nepieciešama periodiska izlāde; nav atmiņas.
- Speciālie elementi var nodrošināt ļoti lielu strāvu lietojumiem, piemēram, elektroinstrumentiem.
Ierobežojumi
- Nepieciešama aizsardzības ķēde, lai uzturētu spriegumu un strāvu drošās robežās.
- Pakļauts novecošanai, pat ja netiek lietots – uzglabāšana vēsā vietā ar 40% uzlādi samazina novecošanās efektu.
- Pārvadājumu ierobežojumi – lielāku daudzumu nosūtīšana var tikt pakļauta normatīvajai kontrolei. Šis ierobežojums neattiecas uz personīgajām pārnēsājamām baterijām.
- Ražošana ir dārga - par aptuveni 40 procentiem augstākas nekā niķeļa-kadmija izmaksas.
- Nav pilnībā nobriedis — metāli un ķīmiskās vielas nepārtraukti mainās.