Wat binne lithiumbatterijen en hoe wurkje se?

Wat binne lithium-ion-batterijen, wêrfan binne se makke en wat binne de foardielen yn ferliking mei oare technologyen foar batterijopslach?

Earst útsteld yn 'e jierren '70 en kommersjeel produsearre troch Sony yn 1991, lithiumbatterijen wurde no brûkt yn mobile tillefoans, fleantugen en auto's.Nettsjinsteande ferskate foardielen dy't har liede ta tanimmend súkses yn 'e enerzjysektor, hawwe lithium-ionbatterijen wat neidielen en binne in ûnderwerp dat in protte diskusje opropt.

Mar wat binne krekt lithiumbatterijen en hoe wurkje se?

Wat binne lithium batterijen makke fan?

In lithiumbatterij bestiet út fjouwer wichtige komponinten.It hat de kathode, dy't de kapasiteit en spanning fan 'e batterij bepaalt en is de boarne fan' e lithium-ionen.De anode lit de elektryske stroom troch in eksterne sirkwy streame en as de batterij opladen wurdt, wurde lithiumionen yn 'e anode opslein.

De elektrolyt wurdt foarme út sâlten, solvents en additieven, en tsjinnet as de lieding fan lithium-ionen tusken de katode en anode.Uteinlik is d'r de separator, de fysike barriêre dy't de kathode en anode útinoar hâldt.

Foar- en neidielen fan lithiumbatterijen

Lithium-batterijen hawwe in folle hegere enerzjytichtens as oare batterijen.Se kinne oant 150 watt-oeren (WH) enerzjy per kilogram (kg) hawwe, yn ferliking mei nikkel-metaalhydride-batterijen by 60-70WH/kg en leadsoere by 25WH/kg.

Se hawwe ek in legere ûntladingsnivo dan oaren, en ferlieze sawat 5% fan har lading yn in moanne yn ferliking mei in nikkel-cadmium (NiMH) batterijen dy't 20% yn in moanne ferlieze.

Lithiumbatterijen befetsje lykwols ek in flammable elektrolyt dy't lytsskalige batterijbrannen kin feroarsaakje.It wie dit dat de beruchte Samsung Note 7-smartphone-ferbrâningen feroarsake, dy't Samsung twong om produksje enferlieze $ 26bn yn merkwearde.Dêrby moat opmurken wurde dat dit is net bard mei grutskalige lithium batterijen.

Lithium-ion-batterijen binne ek djoerder om te produsearjen, om't se hast kostje kinne 40% mear te produsearjen dan nikkel-cadmium-batterijen.

Konkurrinten

Lithium-ion hat konkurrinsje fan in oantal alternative batterijtechnologyen, wêrfan de measte yn in ûntwikkelingsstadium binne.Ien sa'n alternatyf is sâltwetter-oandreaune batterijen.

Under ûntwikkeling troch Aquion Energy, se wurde foarme út sâlt wetter, mangaan okside en katoen te meitsjen wat dat wurdt makke mei help fan 'oerfloedich, nontoxic materialen en moderne lege kosten manufacturing techniken.Hjirtroch binne se de ienige batterijen yn 'e wrâld dy't cradle-to-cradle sertifisearre binne.

Fergelykber mei de technology fan Aquion, brûkt AquaBattery's 'Blue Battery' in miks fan sâlt en swiet wetter dat troch membranen streamt om enerzjy op te slaan.Oare potinsjele batterijtypen omfetsje de urine-oandreaune batterijen fan Bristol Robotics Laboratory en de lithium-ion-batterij fan 'e Universiteit fan Kalifornje Riverside dy't sân brûkt ynstee fan grafyt foar de anode, wat liedt ta in batterij dy't trije kear machtiger is as de yndustrystandert.