Beth yw batris lithiwm a sut maen nhw'n gweithio?

Beth yw batris ïon lithiwm, o beth maen nhw'n cael ei wneud a beth yw'r manteision o'i gymharu â thechnolegau storio batri eraill?

Wedi'i gynnig gyntaf yn y 1970au a'i gynhyrchu'n fasnachol gan Sony ym 1991, mae batris lithiwm bellach yn cael eu defnyddio mewn ffonau symudol, awyrennau a cheir.Er gwaethaf nifer o fanteision sydd wedi eu harwain at lwyddiant cynyddol yn y diwydiant ynni, mae gan fatris ïon lithiwm rai anfanteision ac maent yn bwnc sy'n ennyn llawer o drafodaeth.

Ond beth yn union yw batris lithiwm a sut maen nhw'n gweithio?

O beth mae batris lithiwm wedi'u gwneud?

Mae batri lithiwm wedi'i ffurfio o bedair cydran allweddol.Mae ganddo'r catod, sy'n pennu cynhwysedd a foltedd y batri a dyma ffynhonnell yr ïonau lithiwm.Mae'r anod yn galluogi'r cerrynt trydan i lifo trwy gylched allanol a phan fydd y batri yn cael ei wefru, mae ïonau lithiwm yn cael eu storio yn yr anod.

Mae'r electrolyte wedi'i ffurfio o halwynau, toddyddion ac ychwanegion, ac mae'n gweithredu fel sianel ïonau lithiwm rhwng y catod a'r anod.Yn olaf mae'r gwahanydd, y rhwystr ffisegol sy'n cadw'r catod a'r anod ar wahân.

Manteision ac anfanteision batris lithiwm

Mae gan batris lithiwm ddwysedd ynni llawer uwch na batris eraill.Gallant gael hyd at 150 wat-awr (WH) o egni fesul cilogram (kg), o'i gymharu â batris hydrid nicel-metel ar 60-70WH/kg a rhai asid plwm ar 25WH/kg.

Mae ganddynt hefyd gyfradd rhyddhau is nag eraill, gan golli tua 5% o'u tâl mewn mis o'i gymharu â batris nicel-cadmiwm (NiMH) sy'n colli 20% mewn mis.

Fodd bynnag, mae batris lithiwm hefyd yn cynnwys electrolyt fflamadwy a all achosi tanau batri ar raddfa fach.Dyma achosodd y hylosgiadau ffôn clyfar enwog Samsung Note 7, a orfododd Samsung i sgrapio cynhyrchu acolli $26bn mewn gwerth marchnad.Dylid nodi nad yw hyn wedi digwydd i batris lithiwm ar raddfa fawr.

Mae batris lithiwm-ion hefyd yn ddrutach i'w cynhyrchu, oherwydd gallant gostio bron 40% yn fwy i'w gynhyrchu na batris nicel-cadmiwm.

Cystadleuwyr

Mae lithiwm-ion yn wynebu cystadleuaeth gan nifer o dechnolegau batri amgen, y rhan fwyaf ohonynt mewn cyfnod datblygu.Un dewis arall o'r fath yw batris wedi'u pweru gan ddŵr halen.

Yn cael eu datblygu gan Aquion Energy, maen nhw'n cael eu ffurfio o ddŵr halen, manganîs ocsid a chotwm i greu rhywbeth sy'n cael ei wneud gan ddefnyddio 'defnyddiau toreithiog, diwenwyn a thechnegau gweithgynhyrchu cost isel modern.'Oherwydd hyn, nhw yw'r unig fatris yn y byd sydd wedi'u hardystio o'r crud i'r crud.

Yn debyg i dechnoleg Aquion, mae 'Batri Glas' AquaBattery yn defnyddio cymysgedd o halen a dŵr croyw sy'n llifo trwy bilenni i storio ynni.Mae mathau posibl eraill o fatri yn cynnwys batris wedi'u pweru gan wrin Labordy Roboteg Bryste a batri ïon lithiwm Prifysgol California Riverside sy'n defnyddio tywod yn hytrach na graffit ar gyfer yr anod, gan arwain at batri sydd dair gwaith yn fwy pwerus na safon y diwydiant.