Bateri li-jon
Përmbajtje
Bateria litium-jon ose bateria litium-jon është një lloj baterie litium
Teknologjitë e reja për lëvizjen elektronike
Telefonat inteligjentë, kamerat në bord, dronët, veglat elektrike, motoçikletat elektrike, skuterët ... bateritë e litiumit janë të kudondodhura sot në jetën tonë të përditshme dhe kanë revolucionarizuar shumë përdorime. Por çfarë sjellin në të vërtetë dhe a mund të evoluojnë akoma?
Histori
Ishte në vitet 1970 që bateria litium-jon u prezantua nga Stanley Whittingham. Puna e këtij të fundit do të vazhdojë nga John B. Goodenough dhe Akiro Yoshino në 1986. Vetëm në vitin 1991 Sony lëshoi baterinë e parë të këtij lloji në treg dhe filloi një revolucion teknologjik. Në vitin 2019, tre bashkë-shpikës iu dha Çmimi Nobel në Kimi.
Si funksionon kjo gjë?
Një bateri litium-jon është në fakt një paketë me disa qeliza litium-jonike që ruajnë dhe kthejnë energji elektrike. Një bateri bazohet në tre komponentë kryesorë: një elektrodë pozitive, e quajtur katodë, një elektrodë negative, e quajtur anodë dhe një elektrolit, një zgjidhje përçuese.
Kur bateria shkarkohet, anoda lëshon elektrone përmes elektrolitit në katodë, e cila nga ana tjetër shkëmben jone pozitive. Lëvizja ndryshon gjatë karikimit.
Prandaj, parimi i funksionimit mbetet i njëjtë si për baterinë "plumb", përveç se këtu plumbi dhe oksidi i plumbit të elektrodave zëvendësohen nga një katodë e oksidit të kobaltit, e cila përfshin një zambak të vogël dhe një anodë grafiti. Po kështu, acidi sulfurik ose banja me ujë i hap rrugën një elektroliti të kripërave të litiumit.
Elektroliti i përdorur sot është në formë të lëngshme, por kërkimet po shkojnë drejt një elektrolit të ngurtë, më të sigurt dhe më të qëndrueshëm.
Avantazhet
Pse bateria litium-jon ka zëvendësuar të gjithë të tjerët në 20 vitet e fundit?
Përgjigja është e thjeshtë. Kjo bateri siguron densitet të shkëlqyeshëm të energjisë dhe për këtë arsye siguron të njëjtën performancë për kursimin e peshës në krahasim me plumbin, nikelin ...
Këto bateri gjithashtu kanë vetëshkarkim relativisht të ulët (maksimumi 10% në muaj), nuk kërkojnë mirëmbajtje dhe nuk kanë efekt kujtese.
Së fundi, nëse ato janë më të shtrenjta se teknologjitë e vjetra të baterive, ato janë më të lira se polimeri litium (Li-Po) dhe mbeten më efikas se litium fosfati (LiFePO4).
Kufizimet
Megjithatë, bateritë litium-jon nuk janë ideale dhe, në veçanti, kanë më shumë dëmtime të qelizave nëse shkarkohen plotësisht. Prandaj, që të mos i humbasin shumë shpejt pronat e tyre, është më mirë t'i ngarkoni pa pritur që të rrafshohen.
Para së gjithash, bateria mund të përbëjë rreziqe serioze për sigurinë. Kur bateria është e mbingarkuar ose bie nën -5 ° C, litiumi ngurtësohet përmes dendriteve nga secila elektrodë. Kur anoda dhe katoda lidhen me dendritët e tyre, bateria mund të marrë flakë dhe të shpërthejë. Shumë raste janë raportuar me Nokia, Fujitsu-Siemens ose Samsung, shpërthime kanë ndodhur edhe në avionë, kështu që sot është e ndaluar të mbash një bateri litium-jon në prizë, dhe hipja në kabinë është shpesh e kufizuar për sa i përket fuqisë (e ndaluar më lart 160 Wh dhe i nënshtrohet lejes nga 100 në 160 Wh).
Kështu, për të luftuar këtë fenomen, prodhuesit kanë zbatuar sisteme të kontrollit elektronik (BMS) të afta për të matur temperaturën e baterisë, për të rregulluar tensionin dhe për të vepruar si ndërprerës në rast anomalie. Elektroliti i ngurtë ose xhel polimer janë gjithashtu perspektiva të eksploruara për të anashkaluar problemin.
Gjithashtu, për të shmangur mbinxehjen, karikimi i baterisë është ngadalësuar gjatë 20 përqindëshit të fundit, kështu që kohët e karikimit shpesh reklamohen vetëm në 80% ...
Megjithatë, një bateri shumë praktike litium-jon për përdorim të përditshëm ka një ndikim të thellë në mjedis, fillimisht duke nxjerrë litium, i cili kërkon një sasi astronomike uji të freskët dhe më pas duke e ricikluar atë në fund të jetës së tij. Megjithatë, riciklimi apo ripërdorimi po rritet nga viti në vit.
Cila është e ardhmja e jonit të litiumit?
Ndërsa kërkimi lëviz gjithnjë e më shumë drejt teknologjive alternative që janë më pak ndotëse, më të qëndrueshme, më të lira për t'u prodhuar ose më të sigurta, a ka arritur bateria litium-jon potencialin e saj?
Bateria litium-jon, e cila ka punuar në një shkallë industriale për tre dekada, nuk e ka thënë fjalën e saj të fundit dhe zhvillimet vazhdojnë të përmirësojnë densitetin e energjisë, shpejtësinë e karikimit ose sigurinë. Këtë e kemi parë ndër vite, veçanërisht në fushën e mjeteve të motorizuara me dy rrota, ku skuteri ekzistonte vetëm rreth pesëdhjetë kilometra 5 vjet më parë, disa motoçikleta tani tejkalojnë 200 terminale të rrezes.
Premtimet e një revolucioni janë gjithashtu legjione si elektroda e karbonit Nawa, bateria e palosshme Jenax, temperatura e funksionimit 105 ° C në NGK ...
Për fat të keq, kërkimi shpesh ballafaqohet me realitetin e ashpër të përfitimit dhe imperativave industriale. Në pritje të zhvillimit të teknologjisë alternative, veçanërisht litium-ajrit të parashikuar, litium-jon ka ende një të ardhme të ndritur përpara, veçanërisht në botën e makinave elektrike me dy rrota, ku reduktimi i peshës dhe gjurmës janë kritere të rëndësishme.
