Какво представляват литиевите батерии и как работят?

Какво представляват литиево-йонните батерии, от какво са направени и какви са предимствата в сравнение с други технологии за съхранение на батерии?

Първоначално предложени през 1970 г. и произведени в търговската мрежа от Sony през 1991 г., литиевите батерии сега се използват в мобилни телефони, самолети и автомобили.Въпреки няколко предимства, които са ги довели до нарастващ успех в енергийната индустрия, литиево-йонните батерии имат някои недостатъци и са тема, която предизвиква много дискусии.

Но какво точно представляват литиевите батерии и как работят?

От какво са направени литиевите батерии?

Литиева батерия се състои от четири ключови компонента.Той има катод, който определя капацитета и напрежението на батерията и е източник на литиеви йони.Анодът позволява на електрическия ток да тече през външна верига и когато батерията е заредена, литиевите йони се съхраняват в анода.

Електролитът се образува от соли, разтворители и добавки и служи като проводник на литиеви йони между катода и анода.И накрая, има сепаратор, физическата бариера, която държи катода и анода разделени.

Плюсове и минуси на литиевите батерии

Литиевите батерии имат много по-висока енергийна плътност от другите батерии.Те могат да имат до 150 ватчаса (WH) енергия на килограм (kg), в сравнение с никел-метал хидридни батерии при 60-70WH/kg и тези с оловна киселина при 25WH/kg.

Те също така имат по-ниска степен на разреждане от другите, като губят около 5% от заряда си за един месец в сравнение с никел-кадмиевите (NiMH) батерии, които губят 20% за един месец.

Въпреки това, литиевите батерии също съдържат запалим електролит, който може да причини малки пожари на батерията.Това беше причината за прословутите изгаряния на смартфона Samsung Note 7, което принуди Samsung да прекрати производството игубят 26 млрд. долара пазарна стойност.Трябва да се отбележи, че това не се е случило с широкомащабни литиеви батерии.

Литиево-йонните батерии също са по-скъпи за производство, тъй като могат да струват почти 40% повече за производство от никел-кадмиевите батерии.

Състезатели

Литиево-йонните са изправени пред конкуренция от редица алтернативни технологии за батерии, повечето от които са в етап на разработка.Една такава алтернатива са батериите, захранвани със солена вода.

В процес на разработка от Aquion Energy, те са съставени от солена вода, манганов оксид и памук, за да създадат нещо, което е направено с помощта на „изобилни, нетоксични материали и модерни евтини производствени техники“.Поради това те са единствените батерии в света, които са сертифицирани от люлка до люлка.

Подобно на технологията на Aquion, „Синята батерия“ на AquaBattery използва смес от сол и прясна вода, преминаваща през мембрани, за да съхранява енергия.Други потенциални типове батерии включват захранваните с урина батерии на Bristol Robotics Laboratory и литиево-йонната батерия на Калифорнийския университет в Ривърсайд, която използва пясък, а не графит за анод, което води до батерия, която е три пъти по-мощна от индустриалния стандарт.