Ano ang mga baterya ng lithium at paano ito gumagana?

Ano ang mga baterya ng lithium ion, ano ang gawa ng mga ito at ano ang mga benepisyo kumpara sa iba pang mga teknolohiya sa pag-iimbak ng baterya?

Unang iminungkahi noong 1970s at ginawang komersyo ng Sony noong 1991, ang mga baterya ng lithium ay ginagamit na ngayon sa mga mobile phone, eroplano at sasakyan.Sa kabila ng ilang mga pakinabang na nagdulot sa kanila ng pagtaas ng tagumpay sa industriya ng enerhiya, ang mga baterya ng lithium ion ay may ilang mga disbentaha at isang paksa na nagdudulot ng maraming talakayan.

Ngunit ano nga ba ang mga baterya ng lithium at paano ito gumagana?

Ano ang gawa sa mga baterya ng lithium?

Ang isang lithium na baterya ay binubuo ng apat na pangunahing bahagi.Mayroon itong cathode, na tumutukoy sa kapasidad at boltahe ng baterya at ang pinagmulan ng mga lithium ions.Ang anode ay nagbibigay-daan sa electric current na dumaloy sa isang panlabas na circuit at kapag ang baterya ay naka-charge, ang mga lithium ions ay naka-imbak sa anode.

Ang electrolyte ay binubuo ng mga salts, solvents at additives, at nagsisilbing conduit ng lithium ions sa pagitan ng cathode at anode.Sa wakas ay mayroong separator, ang pisikal na hadlang na nagpapanatili sa katod at anode.

Mga kalamangan at kahinaan ng mga baterya ng lithium

Ang mga bateryang Lithium ay may mas mataas na density ng enerhiya kaysa sa iba pang mga baterya.Maaari silang magkaroon ng hanggang 150 watt-hours (WH) ng enerhiya bawat kilo (kg), kumpara sa nickel-metal hydride na baterya sa 60-70WH/kg at lead acid sa 25WH/kg.

Mayroon din silang mas mababang rate ng discharge kaysa sa iba, na nawawalan ng humigit-kumulang 5% ng kanilang charge sa isang buwan kumpara sa isang nickel-cadmium (NiMH) na baterya na nawawalan ng 20% ​​sa isang buwan.

Gayunpaman, ang mga baterya ng lithium ay naglalaman din ng isang nasusunog na electrolyte na maaaring magdulot ng maliliit na sunog sa baterya.Ito ang naging sanhi ng kasumpa-sumpa sa Samsung Note 7 na mga pagkasunog ng smartphone, na nagpilit sa Samsung na i-scrap ang produksyon atmawalan ng $26bn sa market value.Dapat tandaan na hindi ito nangyari sa mga malalaking baterya ng lithium.

Mas mahal din ang paggawa ng mga bateryang Lithium-ion, dahil halos magastos ang mga ito 40% na higit pa upang makagawa kaysa sa mga baterya ng nickel-cadmium.

Mga kakumpitensya

Ang Lithium-ion ay nahaharap sa kumpetisyon mula sa ilang alternatibong teknolohiya ng baterya, karamihan sa mga ito ay nasa yugto ng pag-unlad.Ang isa sa mga alternatibo ay ang mga bateryang pinapagana ng tubig-alat.

Sa ilalim ng pag-unlad ng Aquion Energy, ang mga ito ay nabuo ng tubig-alat, manganese oxide at koton upang lumikha ng isang bagay na ginawa gamit ang 'masagana, hindi nakakalason na materyales at modernong murang mga diskarte sa pagmamanupaktura.'Dahil dito, sila lamang ang mga baterya sa mundo na sertipikadong cradle-to-cradle.

Katulad ng teknolohiya ng Aquion, ang 'Blue Battery' ng AquaBattery ay gumagamit ng pinaghalong asin at tubig-tabang na dumadaloy sa mga lamad upang mag-imbak ng enerhiya.Kasama sa iba pang potensyal na uri ng baterya ang mga bateryang pinapagana ng ihi ng Bristol Robotics Laboratory at ang lithium ion na baterya ng University of California Riverside na gumagamit ng buhangin sa halip na graphite para sa anode, na humahantong sa isang baterya na tatlong beses na mas malakas kaysa sa pamantayan ng industriya.