Kas yra ličio baterijos ir kaip jos veikia?

Kas yra ličio jonų baterijos, iš ko jos pagamintos ir kokia jų nauda, ​​palyginti su kitomis baterijų saugojimo technologijomis?

Ličio baterijos, pirmą kartą pasiūlytos aštuntajame dešimtmetyje ir komerciškai pagamintos Sony 1991 m., dabar naudojamos mobiliuosiuose telefonuose, lėktuvuose ir automobiliuose.Nepaisant keleto pranašumų, dėl kurių jie pasiekė vis didesnę sėkmę energetikos pramonėje, ličio jonų baterijos turi tam tikrų trūkumų ir yra daug diskusijų tema.

Bet kas tiksliai yra ličio baterijos ir kaip jos veikia?

Iš ko gaminamos ličio baterijos?

Ličio bateriją sudaro keturi pagrindiniai komponentai.Jis turi katodą, kuris nustato akumuliatoriaus talpą ir įtampą bei yra ličio jonų šaltinis.Anodas leidžia elektros srovei tekėti per išorinę grandinę, o kai akumuliatorius įkraunamas, anode kaupiami ličio jonai.

Elektrolitas yra sudarytas iš druskų, tirpiklių ir priedų ir tarnauja kaip ličio jonų kanalas tarp katodo ir anodo.Galiausiai yra separatorius, fizinis barjeras, kuris išlaiko katodą ir anodą atskirai.

Ličio baterijų privalumai ir trūkumai

Ličio baterijos turi daug didesnį energijos tankį nei kitos baterijos.Jie gali turėti iki 150 vatvalandžių (WH) energijos vienam kilogramui (kg), palyginti su nikelio-metalo hidrido baterijomis – 60–70 WH/kg, o švino rūgštinėmis – 25 WH/kg.

Be to, jų išsikrovimo greitis yra mažesnis nei kitų, per mėnesį prarandamas maždaug 5 % įkrovos, palyginti su nikelio ir kadmio (NiMH) baterijomis, kurios per mėnesį praranda 20 %.

Tačiau ličio baterijose taip pat yra degaus elektrolito, kuris gali sukelti nedidelio masto akumuliatorių gaisrą.Būtent tai sukėlė liūdnai pagarsėjusio „Samsung Note 7“ išmaniojo telefono degimą, dėl kurio „Samsung“ buvo priverstas atsisakyti gamybos irprarado 26 mlrd. USD rinkos vertės.Reikėtų pažymėti, kad taip neatsitiko didelės apimties ličio akumuliatoriams.

Ličio jonų baterijas taip pat brangiau gaminti, nes jos gali kainuoti beveik 40 % daugiau pagaminama nei nikelio-kadmio baterijos.

Konkurentai

Ličio jonai konkuruoja su daugeliu alternatyvių baterijų technologijų, kurių dauguma yra kūrimo stadijoje.Viena iš tokių alternatyvų yra sūraus vandens baterijos.

„Aquion Energy“ kuriami, jie sudaryti iš sūraus vandens, mangano oksido ir medvilnės, kad būtų sukurta tai, kas pagaminta naudojant „gausias, netoksiškas medžiagas ir modernias nebrangias gamybos technologijas“.Dėl šios priežasties jos yra vienintelės pasaulyje baterijos, kurios yra sertifikuotos nuo lopšio iki lopšio.

Panašiai kaip „Aquion“ technologija, „AquaBattery“ „Blue Battery“ energijai kaupti naudoja druskos ir gėlo vandens mišinį, tekantį per membranas.Kiti galimi baterijų tipai yra Bristol Robotics Laboratory šlapimu maitinami akumuliatoriai ir Kalifornijos universiteto Riverside ličio jonų baterija, kurios anodui naudojamas smėlis, o ne grafitas, todėl baterija yra tris kartus galingesnė už pramonės standartą.