Šta su litijumske baterije i kako rade?

Šta su litijum-jonske baterije, od čega su napravljene i koje su prednosti u odnosu na druge tehnologije skladištenja baterija?

Prvi put predložene 1970-ih i komercijalno proizvedene od strane Sony-a 1991. godine, litijumske baterije se danas koriste u mobilnim telefonima, avionima i automobilima.Unatoč nekoliko prednosti koje su ih dovele do sve većeg uspjeha u energetskoj industriji, litijum-jonske baterije imaju neke nedostatke i tema su koja izaziva mnogo diskusija.

Ali šta su zapravo litijumske baterije i kako rade?

Od čega su napravljene litijumske baterije?

Litijumska baterija se sastoji od četiri ključne komponente.Ima katodu, koja određuje kapacitet i napon baterije i izvor je litijum jona.Anoda omogućava da električna struja teče kroz eksterno kolo i kada se baterija napuni, litijum joni se pohranjuju u anodi.

Elektrolit je formiran od soli, rastvarača i aditiva, i služi kao vod litijevih jona između katode i anode.Konačno, tu je separator, fizička barijera koja drži katodu i anodu odvojeno.

Prednosti i nedostaci litijumskih baterija

Litijumske baterije imaju mnogo veću gustoću energije od ostalih baterija.Mogu imati do 150 vat-sati (WH) energije po kilogramu (kg), u poređenju sa nikl-metal hidridnim baterijama od 60-70WH/kg i olovno kiselinskim baterijama od 25WH/kg.

Takođe imaju nižu stopu pražnjenja od drugih, gube oko 5% napunjenosti za mesec dana u poređenju sa nikl-kadmijum (NiMH) baterijama koje izgube 20% za mesec dana.

Međutim, litijumske baterije također sadrže zapaljivi elektrolit koji može uzrokovati požar baterija malih razmjera.Upravo je to uzrokovalo zloglasni Samsung Note 7 pametni telefon sagorevanja, što je primoralo Samsung da ukine proizvodnju iizgubiti 26 milijardi dolara tržišne vrijednosti.Treba napomenuti da se to nije dogodilo velikim litijumskim baterijama.

Litijum-jonske baterije su takođe skuplje za proizvodnju, jer mogu koštati skoro 40% više za proizvodnju od nikl-kadmijum baterija.

Konkurenti

Litijum-jonski se suočava sa konkurencijom brojnih alternativnih tehnologija baterija, od kojih je većina u fazi razvoja.Jedna takva alternativa su baterije na pogon slanom vodom.

Pod razvojem od strane Aquion Energy-a, oni se formiraju od slane vode, mangan oksida i pamuka kako bi se stvorilo nešto što je napravljeno korištenjem 'obilnih, netoksičnih materijala i modernih jeftinih proizvodnih tehnika.'Zbog toga su to jedine baterije na svijetu koje su certificirane od postolja do postolja.

Slično Aquionovoj tehnologiji, AquaBatteryjeva 'Plava baterija' koristi mješavinu slane i slatke vode koja teče kroz membrane za skladištenje energije.Drugi potencijalni tipovi baterija uključuju baterije Bristol Robotics Laboratory napajane urina i litijum-jonske baterije Univerziteta Kalifornije Riverside koja koristi pijesak umjesto grafita za anodu, što dovodi do baterije koja je tri puta snažnija od industrijskog standarda.