Lityum batareyalar nima va ular qanday ishlaydi?

Lityum-ion batareyalar nima, ular nimadan yasalgan va batareyani saqlashning boshqa texnologiyalariga nisbatan qanday afzalliklarga ega?

Birinchi marta 1970-yillarda taklif qilingan va 1991 yilda Sony tomonidan tijorat maqsadida ishlab chiqarilgan lityum batareyalar hozirda mobil telefonlar, samolyotlar va avtomobillarda qo'llaniladi.Energetika sanoatida muvaffaqiyatga erishishga olib kelgan bir qator afzalliklarga qaramay, lityum-ion batareyalar ba'zi kamchiliklarga ega va ular ko'p muhokamalarga sabab bo'ladigan mavzudir.

Ammo lityum batareyalar nima va ular qanday ishlaydi?

Lityum batareyalar nimadan yasalgan?

Lityum batareya to'rtta asosiy komponentdan iborat.Batareyaning quvvati va kuchlanishini aniqlaydigan va lityum ionlarining manbai bo'lgan katodga ega.Anod elektr tokining tashqi kontaktlarning zanglashiga olib o'tishini ta'minlaydi va batareya zaryadlanganda anodda lityum ionlari saqlanadi.

Elektrolit tuzlar, erituvchilar va qo'shimchalardan hosil bo'lib, katod va anod o'rtasida litiy ionlarining o'tkazgichi bo'lib xizmat qiladi.Nihoyat, katod va anodni bir-biridan ajratib turadigan ajratuvchi, jismoniy to'siq mavjud.

Lityum batareyalarning afzalliklari va kamchiliklari

Lityum batareyalar boshqa batareyalarga qaraganda ancha yuqori energiya zichligiga ega.Nikel-metall gidridli akkumulyatorlar 60-70 Vt/kg va qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlarga nisbatan 25 Vt/kg quvvatga ega bo'lsa, ular kilogramm (kg) uchun 150 vatt-soatgacha (WH) energiyaga ega bo'lishi mumkin.

Ular, shuningdek, boshqalarga qaraganda kamroq zaryadsizlanish darajasiga ega, ular bir oyda 20% ni yo'qotadigan nikel-kadmiy (NiMH) batareyalariga nisbatan bir oy ichida taxminan 5% zaryadini yo'qotadilar.

Shu bilan birga, lityum batareyalarda kichik hajmdagi batareya yong'inlariga olib kelishi mumkin bo'lgan yonuvchi elektrolit ham mavjud.Aynan shu narsa mashhur Samsung Note 7 smartfonining yonib ketishiga sabab bo'ldi, bu esa Samsungni ishlab chiqarishdan voz kechishga majbur qildi va26 milliard dollar bozor qiymatini yo'qotdi.Shuni ta'kidlash kerakki, bu katta hajmdagi lityum batareyalar bilan sodir bo'lmagan.

Lityum-ion batareyalarni ishlab chiqarish qimmatroq, chunki ular deyarli qimmatga tushishi mumkin Nikel-kadmiyli batareyalarga qaraganda 40% ko'proq ishlab chiqariladi.

Raqobatchilar

Lityum-ion bir qator muqobil batareya texnologiyalari bilan raqobatga duch keladi, ularning aksariyati ishlab chiqish bosqichida.Bunday alternativlardan biri sho'r suv bilan ishlaydigan batareyalardir.

Aquion Energy tomonidan ishlab chiqilmoqda, ular sho'r suv, marganets oksidi va paxtadan hosil bo'lib, "mo'l-ko'l, zaharli bo'lmagan materiallar va zamonaviy arzon ishlab chiqarish texnikasi" yordamida yaratilgan narsadir.Shu sababli, ular beshikdan beshikgacha sertifikatlangan dunyodagi yagona batareyalardir.

Aquion texnologiyasiga o'xshab, AquaBattery'ning "Moviy batareyasi" energiyani saqlash uchun membranalar orqali oqadigan tuz va chuchuk suv aralashmasidan foydalanadi.Boshqa potentsial akkumulyator turlariga Bristol Robotics Laboratory ning siydik bilan ishlaydigan batareyalari va Kaliforniya Riverside universitetining anod uchun grafit o'rniga qum ishlatadigan litiy-ion batareyasi kiradi, bu esa sanoat standartidan uch barobar kuchliroq batareyaga olib keladi.