Што такое літыевыя батарэі і як яны працуюць?

Што такое літый-іённыя батарэі, з чаго яны зроблены і якія перавагі ў параўнанні з іншымі тэхналогіямі захоўвання батарэй?

Упершыню прапанаваныя ў 1970-х гадах і камерцыйна вырабленыя Sony у 1991 годзе, літыевыя батарэі цяпер выкарыстоўваюцца ў мабільных тэлефонах, самалётах і аўтамабілях.Нягледзячы на ​​шэраг пераваг, якія прывялі да росту поспеху ў энергетычнай прамысловасці, літый-іённыя батарэі маюць некаторыя недахопы і з'яўляюцца тэмай, якая выклікае шмат дыскусій.

Але што такое літыевыя батарэі і як яны працуюць?

З чаго зроблены літыевыя батарэі?

Літыевая батарэя складаецца з чатырох ключавых кампанентаў.Ён мае катод, які вызначае ёмістасць і напружанне батарэі і з'яўляецца крыніцай іёнаў літыя.Анод дазваляе электрычнаму току праходзіць праз знешні ланцуг, і калі батарэя зараджана, іёны літыя захоўваюцца ў анодзе.

Электраліт складаецца з соляў, растваральнікаў і дабавак і служыць каналам для іёнаў літыя паміж катодам і анодам.Нарэшце, ёсць сепаратар, фізічны бар'ер, які трымае катод і анод адзін ад аднаго.

Плюсы і мінусы літыевых батарэй

Літыевыя батарэі маюць значна большую шчыльнасць энергіі, чым іншыя батарэі.Яны могуць мець да 150 ват-гадзін (Вт-гадзін) энергіі на кілаграм (кг), у параўнанні з нікель-металагідрыднымі акумулятарамі пры 60-70 Вт-гадзінах/кг і свінцова-кіслотных пры 25 Вт-гадзінах/кг.

Яны таксама маюць больш нізкі ўзровень разраду, чым іншыя, губляючы каля 5% зарада за месяц у параўнанні з нікель-кадміевымі (NiMH) акумулятарамі, якія губляюць 20% за месяц.

Аднак літыевыя батарэі таксама ўтрымліваюць гаручы электраліт, які можа выклікаць невялікія пажары батарэі.Менавіта гэта стала прычынай сумна вядомага згарання смартфона Samsung Note 7, што прымусіла Samsung спыніць вытворчасць істраціць рынкавы кошт на 26 мільярдаў долараў.Варта адзначыць, што гэтага не здарылася з буйнамаштабнымі літыевымі батарэямі.

Літый-іённыя батарэі таксама больш дарагія ў вытворчасці, так як яны могуць каштаваць амаль На 40% больш вытворчасці, чым нікель-кадміевыя батарэі.

Канкурэнты

Літый-іённыя батарэі сутыкаюцца з канкурэнцыяй шэрагу альтэрнатыўных тэхналогій акумулятараў, большасць з якіх знаходзяцца на стадыі распрацоўкі.Адной з такіх альтэрнатыў з'яўляюцца батарэі з марской вадой.

У стадыі распрацоўкі Aquion Energy яны складаюцца з салёнай вады, аксіду марганца і бавоўны, каб стварыць нешта, што зроблена з выкарыстаннем «вялікай колькасці нетоксичных матэрыялаў і сучасных недарагіх метадаў вытворчасці».Дзякуючы гэтаму, гэта адзіныя батарэі ў свеце, сертыфікаваныя ад калыскі да калыскі.

Падобна тэхналогіі Aquion, «Блакітная батарэя» AquaBattery выкарыстоўвае сумесь солі і прэснай вады, якая цячэ праз мембраны, для назапашвання энергіі.Іншыя патэнцыйныя тыпы акумулятараў ўключаюць акумулятары Bristol Robotics Laboratory, якія працуюць ад мачы, і літый-іённы акумулятар Каліфарнійскага ўніверсітэта Рыверсайд, які выкарыстоўвае пясок, а не графіт у якасці анода, што прыводзіць да акумулятара, які ў тры разы больш магутны, чым галіновы стандарт.