რა არის ლითიუმის ბატარეები და როგორ მუშაობს ისინი?

რა არის ლითიუმ-იონური ბატარეები, რისგან არის დამზადებული და რა სარგებლობა მოაქვს ბატარეის შენახვის სხვა ტექნოლოგიებთან შედარებით?

პირველად შემოთავაზებული 1970-იან წლებში და კომერციულად წარმოებული Sony-ს მიერ 1991 წელს, ლითიუმის ბატარეები ახლა გამოიყენება მობილურ ტელეფონებში, თვითმფრინავებსა და მანქანებში.მიუხედავად რამდენიმე უპირატესობისა, რამაც მათ მიიყვანა მზარდი წარმატება ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში, ლითიუმის იონურ ბატარეებს აქვთ გარკვეული ნაკლოვანებები და არის თემა, რომელიც იწვევს ბევრ განხილვას.

მაგრამ რა არის ლითიუმის ბატარეები და როგორ მუშაობს ისინი?

რისგან არის დამზადებული ლითიუმის ბატარეები?

ლითიუმის ბატარეა შედგება ოთხი ძირითადი კომპონენტისგან.მას აქვს კათოდი, რომელიც განსაზღვრავს ბატარეის სიმძლავრეს და ძაბვას და არის ლითიუმის იონების წყარო.ანოდი აძლევს ელექტრო დენს გარე წრეში გადინების საშუალებას და ბატარეის დამუხტვისას ლითიუმის იონები ინახება ანოდში.

ელექტროლიტი წარმოიქმნება მარილების, გამხსნელებისა და დანამატებისგან და ემსახურება ლითიუმის იონების გამტარობას კათოდსა და ანოდს შორის.საბოლოოდ არის გამყოფი, ფიზიკური ბარიერი, რომელიც აშორებს კათოდს და ანოდს.

ლითიუმის ბატარეების დადებითი და უარყოფითი მხარეები

ლითიუმის ბატარეებს აქვთ გაცილებით მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, ვიდრე სხვა ბატარეებს.მათ შეიძლება ჰქონდეთ 150 ვატ-საათამდე ენერგია თითო კილოგრამზე (კგ), ნიკელ-მეტალის ჰიდრიდის ბატარეებთან შედარებით 60-70 WH/კგ და ტყვიის მჟავას 25 WH/კგ-ზე.

მათ ასევე აქვთ სხვებთან შედარებით დაბალი გამონადენი, კარგავენ დატენვის დაახლოებით 5%-ს თვეში ნიკელ-კადმიუმის (NiMH) ბატარეებთან შედარებით, რომლებიც კარგავენ 20%-ს თვეში.

თუმცა, ლითიუმის ბატარეები ასევე შეიცავს აალებადი ელექტროლიტს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მცირე ზომის ბატარეის ხანძარი.სწორედ ამან გამოიწვია სამარცხვინო Samsung Note 7 სმარტფონის წვა, რამაც აიძულა სამსუნგი შეეწყვიტა წარმოება დადაკარგავს 26 მილიარდი დოლარის საბაზრო ღირებულებას.უნდა აღინიშნოს, რომ ეს არ მომხდარა დიდი ზომის ლითიუმის ბატარეებს.

ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოება ასევე უფრო ძვირია, რადგან ისინი შეიძლება თითქმის ღირდეს 40%-ით მეტი წარმოებისთვის, ვიდრე ნიკელ-კადმიუმის ბატარეები.

კონკურენტები

ლითიუმ-იონი კონკურენციას უწევს ბატარეის ალტერნატიულ ტექნოლოგიებს, რომელთა უმეტესობა განვითარების ეტაპზეა.ერთ-ერთი ასეთი ალტერნატივა არის მარილიანი წყლის ბატარეები.

Aquion Energy-ის მიერ შემუშავების პროცესში, ისინი წარმოიქმნება მარილიანი წყლის, მანგანუმის ოქსიდისა და ბამბისგან, რათა შექმნან ის, რაც დამზადებულია "უხვი, არატოქსიკური მასალებისა და თანამედროვე დაბალფასიანი წარმოების ტექნიკის" გამოყენებით.ამის გამო, ისინი მსოფლიოში ერთადერთი ბატარეებია, რომლებიც აკვანიდან აკვანამდე სერთიფიცირებულია.

Aquion-ის ტექნოლოგიის მსგავსად, AquaBattery-ის 'Blue Battery' იყენებს მარილისა და მტკნარი წყლის ნაზავს, რომელიც მიედინება მემბრანებში ენერგიის შესანახად.ბატარეის სხვა პოტენციურ ტიპებს მიეკუთვნება Bristol Robotics Laboratory-ის შარდზე მომუშავე ბატარეები და კალიფორნიის უნივერსიტეტის რივერსაიდის ლითიუმის იონური ბატარეა, რომელიც ანოდისთვის იყენებს ქვიშას და არა გრაფიტს, რაც იწვევს ბატარეას, რომელიც სამჯერ უფრო მძლავრია ინდუსტრიულ სტანდარტზე.