Ի՞նչ են լիթիումային մարտկոցները և ինչպես են դրանք աշխատում:

Ի՞նչ են լիթիումի իոնային մարտկոցները, ինչի՞ց են դրանք պատրաստված և ի՞նչ առավելություններ ունեն մարտկոցների պահպանման այլ տեխնոլոգիաների համեմատ:

Առաջին անգամ առաջարկվել է 1970-ականներին և կոմերցիոն արտադրության մեջ արտադրվել Sony-ի կողմից 1991 թվականին, լիթիումային մարտկոցներն այժմ օգտագործվում են բջջային հեռախոսներում, ինքնաթիռներում և մեքենաներում:Չնայած մի շարք առավելությունների, որոնք նրանց տանում են դեպի էներգետիկ արդյունաբերության աճող հաջողություններ, լիթիումի իոնային մարտկոցներն ունեն որոշ թերություններ և շատ քննարկման առարկա են:

Բայց կոնկրետ ինչ են լիթիումային մարտկոցները և ինչպես են դրանք աշխատում:

Ինչից են պատրաստված լիթիումային մարտկոցները:

Լիթիումի մարտկոցը կազմված է չորս հիմնական բաղադրիչներից.Այն ունի կաթոդ, որը որոշում է մարտկոցի հզորությունն ու լարումը և հանդիսանում է լիթիումի իոնների աղբյուրը։Անոդը հնարավորություն է տալիս էլեկտրական հոսանքին հոսել արտաքին միացումով, և երբ մարտկոցը լիցքավորվում է, լիթիումի իոնները պահվում են անոդում:

Էլեկտրոլիտը ձևավորվում է աղերից, լուծիչներից և հավելումներից և ծառայում է որպես լիթիումի իոնների հաղորդիչ կաթոդի և անոդի միջև:Վերջապես կա տարանջատիչը՝ ֆիզիկական արգելքը, որը պահում է կաթոդն ու անոդը միմյանցից:

Լիթիումի մարտկոցների առավելություններն ու թերությունները

Լիթիումի մարտկոցները շատ ավելի մեծ էներգիայի խտություն ունեն, քան մյուս մարտկոցները:Նրանք կարող են ունենալ մինչև 150 վտ/ժ էներգիա մեկ կիլոգրամ (կգ) դիմաց՝ համեմատած նիկել-մետաղական հիդրիդային մարտկոցների հետ՝ 60-70 Վտժ/կգ և կապարաթթվային մարտկոցների՝ 25 Վտժ/կգ:

Նրանք նաև ունեն լիցքաթափման ավելի ցածր արագություն, քան մյուսները՝ մեկ ամսում կորցնելով իրենց լիցքավորման մոտ 5%-ը, համեմատած նիկել-կադմիումի (NiMH) մարտկոցների հետ, որոնք մեկ ամսվա ընթացքում կորցնում են 20%:

Այնուամենայնիվ, լիթիումային մարտկոցները պարունակում են նաև դյուրավառ էլեկտրոլիտ, որը կարող է առաջացնել փոքր մասշտաբով մարտկոցների հրդեհներ:Հենց դա էլ պատճառ դարձավ տխրահռչակ Samsung Note 7 սմարթֆոնի այրման, ինչը ստիպեց Samsung-ին դադարեցնել արտադրությունը ևկորցնել 26 մլրդ դոլար շուկայական արժեքով.Հարկ է նշել, որ նման բան տեղի չի ունեցել լայնածավալ լիթիումային մարտկոցների հետ։

Լիթիում-իոնային մարտկոցների արտադրությունը նույնպես ավելի թանկ է, քանի որ դրանք կարող են գրեթե արժենալ 40% ավելին արտադրվում է, քան նիկել-կադմիումային մարտկոցները:

Մրցակիցներ

Լիթիում-իոնը մրցակցում է մի շարք այլընտրանքային մարտկոցների տեխնոլոգիաների հետ, որոնց մեծ մասը գտնվում է զարգացման փուլում:Նման այլընտրանքներից են աղի ջրի մարտկոցները:

Aquion Energy-ի մշակման ընթացքում դրանք ձևավորվում են աղի ջրից, մանգանի օքսիդից և բամբակից, որպեսզի ստեղծեն մի բան, որը պատրաստված է «առատ, ոչ թունավոր նյութերով և ժամանակակից ցածր գնով արտադրության տեխնիկայով»:Այդ պատճառով նրանք աշխարհում միակ մարտկոցներն են, որոնք օրորոցից օրորոց հավաստագրված են:

Aquion-ի տեխնոլոգիայի նման, AquaBattery-ի «Blue Battery»-ն օգտագործում է աղի և քաղցրահամ ջրի խառնուրդ, որը հոսում է թաղանթների միջով էներգիա պահելու համար:Մարտկոցների այլ պոտենցիալ տեսակները ներառում են Bristol Robotics Laboratory-ի մեզի էներգիայով աշխատող մարտկոցները և Կալիֆորնիայի Ռիվերսայդի համալսարանի լիթիումի իոնային մարտկոցները, որոնք անոդի համար օգտագործում են ավազ, քան գրաֆիտ, ինչը հանգեցնում է մարտկոցի, որը երեք անգամ ավելի հզոր է, քան արդյունաբերական ստանդարտը: