Co jsou to lithiové baterie a jak fungují?

Co jsou lithium-iontové baterie, z čeho jsou vyrobeny a jaké jsou výhody ve srovnání s jinými technologiemi ukládání baterií?

Lithiové baterie, které byly poprvé navrženy v 70. letech a komerčně vyráběny společností Sony v roce 1991, se nyní používají v mobilních telefonech, letadlech a autech.Navzdory několika výhodám, které je vedly k rostoucímu úspěchu v energetickém průmyslu, mají lithium-iontové baterie některé nevýhody a jsou tématem, které vyvolává mnoho diskusí.

Ale co přesně jsou lithiové baterie a jak fungují?

Z čeho jsou vyrobeny lithiové baterie?

Lithiová baterie se skládá ze čtyř klíčových součástí.Má katodu, která určuje kapacitu a napětí baterie a je zdrojem iontů lithia.Anoda umožňuje, aby elektrický proud procházel vnějším obvodem a při nabíjení baterie se v anodě ukládají ionty lithia.

Elektrolyt je tvořen solemi, rozpouštědly a přísadami a slouží jako vedení iontů lithia mezi katodou a anodou.Nakonec je tu separátor, fyzická bariéra, která drží katodu a anodu od sebe.

Výhody a nevýhody lithiových baterií

Lithiové baterie mají mnohem vyšší hustotu energie než jiné baterie.Mohou mít až 150 watthodin (WH) energie na kilogram (kg), ve srovnání s nikl-metal hydridovými bateriemi při 60-70WH/kg a olovnatými s 25WH/kg.

Mají také nižší rychlost vybíjení než ostatní, ztrácejí přibližně 5 % svého nabití za měsíc ve srovnání s nikl-kadmiovými (NiMH) bateriemi, které ztrácejí 20 % za měsíc.

Lithiové baterie však také obsahují hořlavý elektrolyt, který může způsobit požár baterie malého rozsahu.Právě to způsobilo nechvalně známé spálení smartphonu Samsung Note 7, které přimělo Samsung zrušit výrobu aztratit 26 miliard dolarů na tržní hodnotě.Je třeba poznamenat, že se to nestalo u velkých lithiových baterií.

Lithium-iontové baterie jsou také dražší na výrobu, protože mohou stát téměř Výroba o 40 % vyšší než u nikl-kadmiových baterií.

Soutěžící

Lithium-iontové baterie čelí konkurenci řady alternativních technologií baterií, z nichž většina je ve fázi vývoje.Jednou z takových alternativ jsou baterie napájené slanou vodou.

Vyvíjené společností Aquion Energy jsou tvořeny slanou vodou, oxidem manganu a bavlnou, aby vytvořily něco, co je vyrobeno za použití „bohatých, netoxických materiálů a moderních levných výrobních technik“.Z tohoto důvodu jsou to jediné baterie na světě, které mají certifikaci od kolébky ke kolébce.

Podobně jako technologie Aquion, „Blue Battery“ společnosti AquaBattery využívá k ukládání energie směs soli a sladké vody protékající membránami.Mezi další potenciální typy baterií patří baterie Bristol Robotics Laboratory napájené močí a lithium-iontová baterie University of California Riverside, která pro anodu používá písek spíše než grafit, což vede k baterii, která je třikrát výkonnější než průmyslový standard.