Betri za lithiamu ni nini na zinafanyaje kazi?

Betri za ioni za lithiamu ni nini, zimetengenezwa na nini na ni faida gani ikilinganishwa na teknolojia zingine za uhifadhi wa betri?

Ilipendekezwa kwanza katika miaka ya 1970 na kuzalishwa kibiashara na Sony mnamo 1991, betri za lithiamu sasa zinatumika katika simu za rununu, ndege na magari.Licha ya faida kadhaa ambazo zimeziongoza katika kuongeza mafanikio katika tasnia ya nishati, betri za ioni za lithiamu zina shida na ni mada ambayo huzua mjadala mwingi.

Lakini betri za lithiamu ni nini na zinafanyaje kazi?

Betri za lithiamu zimetengenezwa na nini?

Betri ya lithiamu huundwa na vipengele vinne muhimu.Ina cathode, ambayo huamua uwezo na voltage ya betri na ni chanzo cha ioni za lithiamu.Anode huwezesha mkondo wa umeme kutiririka kupitia mzunguko wa nje na wakati betri inachajiwa, ioni za lithiamu huhifadhiwa kwenye anode.

Elektroliti huundwa kwa chumvi, vimumunyisho na viungio, na hutumika kama mfereji wa ioni za lithiamu kati ya cathode na anode.Hatimaye kuna kitenganishi, kizuizi cha kimwili kinachoweka cathode na anode kando.

Faida na hasara za betri za lithiamu

Betri za lithiamu zina msongamano mkubwa wa nishati kuliko betri zingine.Wanaweza kuwa na hadi saa 150 za wati (WH) za nishati kwa kilo (kg), ikilinganishwa na betri za nikeli-metali ya hidridi katika 60-70WH/kg na zile za asidi ya risasi katika 25WH/kg.

Pia wana kiwango cha chini cha kutokwa kuliko wengine, wakipoteza karibu 5% ya malipo yao kwa mwezi ikilinganishwa na betri za nickel-cadmium (NiMH) ambazo hupoteza 20% kwa mwezi.

Walakini, betri za lithiamu pia zina elektroliti inayoweza kuwaka ambayo inaweza kusababisha moto mdogo wa betri.Hili ndilo lililosababisha mwako wa simu mahiri wa Samsung Note 7, ambao uliwalazimu Samsung kusitisha utengenezaji nakupoteza $26bn katika thamani ya soko.Ikumbukwe kwamba hii haijatokea kwa betri kubwa za lithiamu.

Betri za lithiamu-ion pia ni ghali zaidi kutengeneza, kwani zinaweza kugharimu karibu 40% zaidi ya kuzalisha kuliko betri za nickel-cadmium.

Washindani

Lithium-ion inakabiliwa na ushindani kutoka kwa idadi ya teknolojia mbadala za betri, nyingi zikiwa katika hatua ya ukuzaji.Njia moja kama hiyo ni betri zinazoendeshwa na maji ya chumvi.

Chini ya maendeleo na Aquon Energy, huundwa kwa maji ya chumvi, oksidi ya manganese na pamba ili kuunda kitu ambacho kinatengenezwa kwa 'vifaa vingi, visivyo na sumu na mbinu za kisasa za utengenezaji wa gharama nafuu.'Kwa sababu hii, ndizo betri pekee ulimwenguni ambazo zimeidhinishwa kutoka kwa utoto hadi utoto.

Sawa na teknolojia ya Aquion, 'Blue Battery' ya AquaBattery hutumia mchanganyiko wa chumvi na maji safi yanayotiririka kupitia utando kuhifadhi nishati.Aina zingine za betri zinazowezekana ni pamoja na betri zinazotumia mkojo katika Maabara ya Bristol Robotics na betri ya lithiamu ioni ya Chuo Kikuu cha California Riverside ambayo hutumia mchanga badala ya grafiti kwa anodi, hivyo kusababisha betri ambayo ina nguvu mara tatu zaidi ya kiwango cha sekta.