Литий батареялары дегеніміз не және олар қалай жұмыс істейді?

Литий-иондық аккумуляторлар дегеніміз не, олар неден жасалған және батареяны сақтаудың басқа технологияларымен салыстырғанда қандай артықшылықтар бар?

Алғаш рет 1970 жылдары ұсынылған және 1991 жылы Sony компаниясы коммерциялық түрде шығарған литий батареялары қазір ұялы телефондарда, ұшақтарда және автомобильдерде қолданылады.Энергетика саласында табыстың артуына әкелетін бірнеше артықшылықтарға қарамастан, литий-иондық батареялардың кейбір кемшіліктері бар және олар көп талқылауды тудыратын тақырып болып табылады.

Бірақ литий батареялары дегеніміз не және олар қалай жұмыс істейді?

Литий батареялары неден жасалған?

Литий батареясы төрт негізгі компоненттен тұрады.Ол батареяның сыйымдылығы мен кернеуін анықтайтын және литий иондарының көзі болып табылатын катодқа ие.Анод электр тогының сыртқы тізбек арқылы өтуіне мүмкіндік береді және батарея зарядталған кезде анодта литий иондары сақталады.

Электролит тұздардан, еріткіштерден және қоспалардан тұрады және катод пен анод арасындағы литий иондарының өткізгіші ретінде қызмет етеді.Соңында сепаратор, катод пен анодты бір-бірінен ажырататын физикалық кедергі бар.

Литий батареяларының артықшылықтары мен кемшіліктері

Литий батареяларының энергия тығыздығы басқа батареяларға қарағанда әлдеқайда жоғары.Олар 60-70 Вт/кг никель-металл гидридті аккумуляторлармен және 25 Вт/кг қорғасын қышқылды аккумуляторлармен салыстырғанда килограмына (кг) 150 Вт-сағатқа (ВТ) дейін энергияға ие болуы мүмкін.

Сондай-ақ олардың заряды басқаларға қарағанда төменірек, бір айда 20% жоғалтатын никель-кадмий (NiMH) батареяларымен салыстырғанда бір айда шамамен 5% зарядын жоғалтады.

Дегенмен, литий батареяларында шағын көлемді батареяның өртенуіне себеп болатын жанғыш электролит де бар.Бұл атақты Samsung Note 7 смартфонының өртенуіне себеп болды, бұл Samsung мәжбүр болдысынықтар өндірісіжәне нарықтық құнынан $26 млрд жоғалтады.Айта кету керек, бұл үлкен масштабты литий батареяларымен болған жоқ.

Литий-ионды аккумуляторларды шығару да қымбатырақ, өйткені олар мүмкіншамамен құныНикель-кадмий аккумуляторларына қарағанда 40%-ға көп өндіріледі.

Бәсекелестер

Литий-ион бәсекелестікке тап боладыбірқатар балама батарея технологиялары,көпшілігі даму сатысында.Мұндай баламалардың бірі - тұзды сумен жұмыс істейтін батареялар.

Aquion Energy әзірлеп жатыр, олар тұзды судан, марганец оксидінен және мақтадан жасалған, ол «көп, улы емес материалдар мен заманауи арзан өндіріс техникасы» арқылы жасалған.Осының арқасында олар бесіктен бесікке дейін сертификатталған әлемдегі жалғыз батареялар.

Aquion технологиясына ұқсас,AquaBattery компаниясының «Көгілдір батареясы» тұз бен тұщы су қоспасын пайдаланадыэнергияны сақтау үшін мембраналар арқылы өтеді.Басқа әлеуетті батарея түрлеріне Bristol Robotics Laboratory зәрмен жұмыс істейтін батареялар жәнеКалифорния Риверсайд университетіанод үшін графиттен гөрі құмды пайдаланатын литий-ионды батарея, бұл салалық стандарттан үш есе қуатты батареяға әкеледі.