Lityum piller nedir ve nasıl çalışırlar?

Lityum iyon piller nedir, neden yapılırlar ve diğer pil depolama teknolojilerine göre avantajları nelerdir?

İlk olarak 1970'lerde önerilen ve 1991 yılında Sony tarafından ticari olarak üretilen lityum piller artık cep telefonlarında, uçaklarda ve arabalarda kullanılıyor.Lityum iyon piller, enerji sektöründe başarıyı artıran birçok avantajına rağmen bazı dezavantajlara da sahiptir ve çok fazla tartışılan bir konudur.

Peki lityum piller tam olarak nedir ve nasıl çalışırlar?

Lityum piller nelerden yapılmıştır?

Bir lityum pil dört temel bileşenden oluşur.Pilin kapasitesini ve voltajını belirleyen ve lityum iyonlarının kaynağı olan katoda sahiptir.Anot, elektrik akımının harici bir devre üzerinden akmasını sağlar ve pil şarj edildiğinde lityum iyonları anotta depolanır.

Elektrolit tuzlardan, çözücülerden ve katkı maddelerinden oluşur ve katot ile anot arasında lityum iyonlarının kanalı olarak görev yapar.Son olarak katot ile anodu ayrı tutan fiziksel bariyer olan ayırıcı vardır.

Lityum pillerin artıları ve eksileri

Lityum piller diğer pillere göre çok daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir.60-70WH/kg nikel-metal hidrit piller ve 25WH/kg kurşun asit pillerle karşılaştırıldığında kilogram (kg) başına 150 watt-saat (WH) kadar enerjiye sahip olabilirler.

Ayrıca, bir ayda %20 kaybeden nikel-kadmiyum (NiMH) pillere kıyasla şarjlarının yaklaşık %5'ini kaybederek diğerlerinden daha düşük bir deşarj oranına sahiptirler.

Ancak lityum piller aynı zamanda küçük ölçekli pil yangınlarına neden olabilecek yanıcı bir elektrolit de içerir.Ünlü Samsung Note 7 akıllı telefonlarının yanmasına neden olan ve Samsung'u üretimi hurdaya çıkarmaya zorlayan da bu oldu.piyasa değerinden 26 milyar dolar kaybettik.Bunun büyük ölçekli lityum pillerde yaşanmadığını belirtmek gerekir.

Lityum-iyon pillerin üretimi de daha pahalıdır çünkü neredeyse maliyeti vardır. Nikel-kadmiyum pillere göre %40 daha fazla üretim.

Rakipler

Lityum-iyon, çoğu geliştirme aşamasında olan bir dizi alternatif pil teknolojisiyle rekabetle karşı karşıyadır.Böyle bir alternatif tuzlu su ile çalışan pillerdir.

Aquion Energy tarafından geliştirilmekte olan bu ürünler, 'bol, toksik olmayan malzemeler ve modern düşük maliyetli üretim teknikleri' kullanılarak yapılan bir şey yaratmak için tuzlu su, manganez oksit ve pamuktan oluşuyor.Bu nedenle dünyada beşikten beşiğe sertifikalı tek pillerdir.

Aquion'un teknolojisine benzer şekilde AquaBattery'nin 'Mavi Pil'i, enerji depolamak için membranlardan akan tuz ve tatlı su karışımını kullanıyor.Diğer potansiyel pil türleri arasında Bristol Robotik Laboratuvarı'nın idrarla çalışan pilleri ve Kaliforniya Üniversitesi Riverside'ın anot için grafit yerine kum kullanan ve endüstri standardından üç kat daha güçlü bir pil sağlayan lityum iyon pili yer alıyor.