Wat zijn lithium-ionbatterijen, waar zijn ze van gemaakt en wat zijn de voordelen ten opzichte van andere batterijopslagtechnologieën?
Lithiumbatterijen, voor het eerst voorgesteld in de jaren zeventig en commercieel geproduceerd door Sony in 1991, worden nu gebruikt in mobiele telefoons, vliegtuigen en auto's.Ondanks verschillende voordelen die hen tot steeds meer succes in de energiesector hebben geleid, hebben lithium-ionbatterijen enkele nadelen en zijn ze een onderwerp dat veel discussie oproept.
Maar wat zijn lithiumbatterijen precies en hoe werken ze?
Waar zijn lithiumbatterijen van gemaakt?
Een lithiumbatterij bestaat uit vier belangrijke componenten.Het heeft de kathode, die de capaciteit en spanning van de batterij bepaalt en de bron is van de lithiumionen.De anode zorgt ervoor dat de elektrische stroom door een extern circuit kan stromen en wanneer de batterij wordt opgeladen, worden lithiumionen in de anode opgeslagen.
De elektrolyt bestaat uit zouten, oplosmiddelen en additieven en dient als kanaal voor lithiumionen tussen de kathode en de anode.Tenslotte is er de separator, de fysieke barrière die de kathode en anode uit elkaar houdt.
Voor- en nadelen van lithiumbatterijen
Lithiumbatterijen hebben een veel hogere energiedichtheid dan andere batterijen.Ze kunnen tot 150 wattuur (WH) energie per kilogram (kg) hebben, vergeleken met nikkel-metaalhydridebatterijen van 60-70WH/kg en loodzuurbatterijen van 25WH/kg.
Ze hebben ook een lagere ontladingssnelheid dan andere, waarbij ze binnen een maand ongeveer 5% van hun lading verliezen, vergeleken met nikkel-cadmium (NiMH) -batterijen die in een maand 20% verliezen.
Lithiumbatterijen bevatten echter ook een brandbare elektrolyt die kleinschalige batterijbranden kan veroorzaken.Dit was de oorzaak van de beruchte ontploffingen van de Samsung Note 7-smartphones, waardoor Samsung de productie moest stopzettenverliest 26 miljard dollar aan marktwaarde.Opgemerkt moet worden dat dit niet is gebeurd met grootschalige lithiumbatterijen.
Lithium-ionbatterijen zijn ook duurder om te produceren, omdat ze bijna kunnen kosten 40% meer te produceren dan nikkel-cadmium-batterijen.
Concurrenten
Lithium-ion wordt geconfronteerd met concurrentie van een aantal alternatieve batterijtechnologieën, waarvan de meeste zich in een ontwikkelingsfase bevinden.Een voorbeeld van zo'n alternatief zijn batterijen op zoutwater.
Ze worden ontwikkeld door Aquion Energy en worden gevormd uit zout water, mangaanoxide en katoen om iets te creëren dat is gemaakt met behulp van 'overvloedige, niet-giftige materialen en moderne, goedkope productietechnieken'.Hierdoor zijn het de enige batterijen ter wereld die cradle-to-cradle gecertificeerd zijn.
Net als de technologie van Aquion gebruikt AquaBattery's 'Blue Battery' een mix van zout en zoet water dat door membranen stroomt om energie op te slaan.Andere mogelijke batterijtypen zijn onder meer de urine-aangedreven batterijen van Bristol Robotics Laboratory en de lithium-ionbatterij van de University of California Riverside, die zand gebruikt in plaats van grafiet voor de anode, wat leidt tot een batterij die drie keer krachtiger is dan de industriestandaard.
Posttijd: 31 oktober 2022