Mitä ovat litiumparistot ja miten ne toimivat?

Mitä ovat litiumioniakut, mistä ne on valmistettu ja mitä etuja niillä on muihin akkujen säilytystekniikoihin verrattuna?

Litiumakkuja, joita Sony esitteli ensimmäisen kerran 1970-luvulla ja valmisti kaupallisesti vuonna 1991, käytetään nykyään matkapuhelimissa, lentokoneissa ja autoissa.Huolimatta useista eduista, jotka ovat johtaneet niiden kasvavaan menestykseen energiateollisuudessa, litiumioniakuilla on joitain haittoja, ja ne ovat aihe, joka herättää paljon keskustelua.

Mutta mitä litiumparistot tarkalleen ottaen ovat ja miten ne toimivat?

Mistä litiumparistot on tehty?

Litiumparisto koostuu neljästä avainkomponentista.Siinä on katodi, joka määrittää akun kapasiteetin ja jännitteen ja on litiumionien lähde.Anodi mahdollistaa sähkövirran kulkemisen ulkoisen piirin läpi ja kun akku ladataan, litiumioneja varastoidaan anodiin.

Elektrolyytti muodostuu suoloista, liuottimista ja lisäaineista, ja se toimii litiumionien kanavana katodin ja anodin välillä.Lopuksi on erotin, fyysinen este, joka pitää katodin ja anodin erillään.

Litiumparistojen plussat ja miinukset

Litiumakuilla on paljon suurempi energiatiheys kuin muilla akuilla.Niissä voi olla jopa 150 wattituntia (WH) energiaa kilogrammaa (kg) kohden verrattuna nikkelimetallihydridiakkuihin 60-70WH/kg ja lyijyhappoakkuihin 25WH/kg.

Niiden purkausnopeus on myös pienempi kuin muilla, ja ne menettävät latauksestaan ​​noin 5 % kuukaudessa verrattuna nikkelikadmium-akkuihin (NiMH), jotka menettävät 20 % kuukaudessa.

Litiumparistot sisältävät kuitenkin myös syttyvää elektrolyyttiä, joka voi aiheuttaa pienen mittakaavan tulipalon.Juuri tämä aiheutti surullisen Samsung Note 7 -älypuhelimen palamisen, joka pakotti Samsungin lopettamaan tuotannon jamenettää 26 miljardia dollaria markkina-arvosta.On huomattava, että näin ei ole tapahtunut suurikokoisille litiumakuille.

Litiumioniakut ovat myös kalliimpia valmistaa, koska ne voivat maksaa lähes 40 % enemmän tuotantoa kuin nikkelikadmiumparistot.

Kilpailijat

Litiumioni joutuu kilpailemaan useiden vaihtoehtoisten akkutekniikoiden kanssa, joista suurin osa on kehitysvaiheessa.Yksi tällainen vaihtoehto on suolavedellä toimivat akut.

Aquion Energyn kehittämänä ne muodostuvat suolavedestä, mangaanioksidista ja puuvillasta, jotta saadaan aikaan jotain, joka on valmistettu käyttämällä "runsaita, myrkyttömiä materiaaleja ja nykyaikaisia ​​edullisia valmistustekniikoita".Tämän vuoksi ne ovat ainoita akkuja maailmassa, jotka ovat kehdosta kehtoon -sertifioituja.

Aquionin tekniikan tapaan AquaBatteryn Blue Battery käyttää kalvojen läpi virtaavan suolan ja makean veden seosta energian varastoimiseen.Muita mahdollisia akkutyyppejä ovat Bristol Robotics Laboratoryn virtsakäyttöiset akut ja Kalifornian yliopiston Riversiden litiumioniakku, joka käyttää anodina hiekkaa grafiitin sijaan, mikä johtaa akun, joka on kolme kertaa tehokkaampi kuin alan standardi.