Čo sú to lítiové batérie a ako fungujú?

Čo sú to lítium-iónové batérie, z čoho sú vyrobené a aké sú výhody v porovnaní s inými technológiami ukladania batérií?

Lítiové batérie, ktoré boli prvýkrát navrhnuté v 70. rokoch a komerčne vyrábané spoločnosťou Sony v roku 1991, sa teraz používajú v mobilných telefónoch, lietadlách a autách.Napriek niekoľkým výhodám, ktoré ich viedli k rastúcemu úspechu v energetickom priemysle, majú lítium-iónové batérie určité nevýhody a sú témou, ktorá vyvoláva veľa diskusií.

Ale čo sú to vlastne lítiové batérie a ako fungujú?

Z čoho sú vyrobené lítiové batérie?

Lítiová batéria sa skladá zo štyroch kľúčových komponentov.Má katódu, ktorá určuje kapacitu a napätie batérie a je zdrojom lítiových iónov.Anóda umožňuje, aby elektrický prúd pretekal cez vonkajší obvod a keď je batéria nabitá, lítiové ióny sa ukladajú v anóde.

Elektrolyt je tvorený soľami, rozpúšťadlami a prísadami a slúži ako vedenie lítiových iónov medzi katódou a anódou.Nakoniec je tu separátor, fyzická bariéra, ktorá drží katódu a anódu od seba.

Výhody a nevýhody lítiových batérií

Lítiové batérie majú oveľa vyššiu hustotu energie ako iné batérie.Môžu mať až 150 watthodín (WH) energie na kilogram (kg), v porovnaní s nikel-metal hydridovými batériami pri 60-70WH/kg a olovenými 25WH/kg.

Majú tiež nižšiu rýchlosť vybíjania ako ostatné, pričom stratia približne 5 % svojho nabitia za mesiac v porovnaní s nikel-kadmiovými (NiMH) batériami, ktoré stratia 20 % za mesiac.

Lítiové batérie však obsahujú aj horľavý elektrolyt, ktorý môže spôsobiť požiar malého rozsahu.Práve to spôsobilo neslávne známe spálenie smartfónu Samsung Note 7, ktoré prinútilo Samsung zlikvidovať výrobu astratiť 26 miliárd dolárov na trhovej hodnote.Treba poznamenať, že toto sa nestalo pri veľkých lítiových batériách.

Lítium-iónové batérie sú tiež drahšie na výrobu, pretože môžu stáť takmer O 40 % viac na výrobu ako nikel-kadmiové batérie.

Súťažiaci

Lítium-iónové batérie čelí konkurencii mnohých alternatívnych technológií batérií, z ktorých väčšina je vo fáze vývoja.Jednou z takýchto alternatív sú batérie napájané slanou vodou.

Vo vývoji spoločnosťou Aquion Energy sú tvorené zo slanej vody, oxidu mangánu a bavlny, aby vytvorili niečo, čo sa vyrába pomocou „bohatých, netoxických materiálov a moderných lacných výrobných techník“.Z tohto dôvodu sú to jediné batérie na svete, ktoré sú certifikované od kolísky po kolísku.

Podobne ako technológia spoločnosti Aquion, aj „Blue Battery“ spoločnosti AquaBattery využíva na uchovávanie energie zmes soli a sladkej vody, ktorá preteká cez membrány.Medzi ďalšie potenciálne typy batérií patria batérie Bristol Robotics Laboratory napájané močom a lítium-iónová batéria University of California Riverside, ktorá používa piesok namiesto grafitu na anódu, čo vedie k batérii, ktorá je trikrát výkonnejšia ako priemyselný štandard.