Јонска батерија
содржина
Литиум јонска батерија или литиум јонска батерија е тип на литиумска батерија
Нови технологии за е-мобилност
Паметните телефони, камерите на одборот, беспилотните летала, електричните алати, електричните мотоцикли, скутери ... литиумските батерии се сеприсутни во нашиот секојдневен живот денес и направија револуција во многу намени. Но, што тие всушност носат и дали сè уште можат да се развиваат?
Приказна
Во 1970-тите, литиум-јонската батерија беше претставена од Стенли Витингем. Работата на вториот ќе ја продолжат Џон Б. Гуденаф и Акиро Јошино во 1986 година. Дури во 1991 година Sony ја лансираше првата батерија од ваков вид на пазарот и започна технолошка револуција. Во 2019 година, на тројца ко-пронаоѓачи им беше доделена Нобеловата награда за хемија.
Како тоа функционира?
Литиум-јонската батерија е всушност пакет од неколку литиум-јонски ќелии кои складираат и враќаат електрична енергија. Батеријата се заснова на три главни компоненти: позитивна електрода, наречена катода, негативна електрода, наречена анода и електролит, проводен раствор.
Кога батеријата е испразнета, анодата емитира електрони преку електролитот до катодата, која пак разменува позитивни јони. Движењето се менува додека се полни.
Затоа, принципот на работа останува ист како и за „оловната“ батерија, освен што овде оловниот и оловниот оксид на електродите се заменуваат со катода од кобалт оксид, која вклучува малку крин и графитна анода. Слично на тоа, сулфурна киселина или водена бања отстапуваат место за електролит од соли на литиум.
Електролитот што се користи денес е во течна форма, но истражувањата се движат кон цврст, побезбеден и поиздржлив електролит.
Предности
Зошто литиум-јонската батерија ги надмина сите останати во последните 20 години?
Одговорот е едноставен. Оваа батерија обезбедува одлична густина на енергија и затоа обезбедува исти перформанси за заштеда на тежина во споредба со олово, никел ...
Овие батерии имаат и релативно мало самопразнење (максимум 10% месечно), не се одржуваат и немаат мемориски ефект.
Конечно, ако тие се поскапи од постарите технологии за батерии, тие се поевтини од литиум полимерот (Li-Po) и остануваат поефикасни од литиум фосфатот (LiFePO4).
Ограничувања
Сепак, литиум-јонските батерии не се идеални и, особено, имаат повеќе оштетувања на ќелиите доколку се целосно испразнети. Затоа, за да не ги изгубат своите својства пребрзо, подобро е да ги вчитате без да чекате да станат рамни.
Како прво, батеријата може да претставува сериозни безбедносни ризици. Кога батеријата е преоптоварена или паѓа под -5 ° C, литиумот се зацврстува преку дендритите од секоја електрода. Кога анодата и катодата се поврзани со нивните дендрити, батеријата може да се запали и да експлодира. Пријавени се многу случаи со Нокиа, Фуџицу-Сименс или Самсунг, експлозии се случиле и во авиони, па денес е забрането носење литиум-јонска батерија во багажникот, а влегувањето во кабината често е ограничено во однос на моќноста (забрането погоре 160 Wh и подлежи на дозвола од 100 до 160 Wh).
Така, за борба против овој феномен, производителите имплементираа електронски контролни системи (BMS) способни да ја мерат температурата на батеријата, да го регулираат напонот и да дејствуваат како прекинувачи во случај на аномалија. Цврст електролит или полимер гел се исто така истражени перспективи за да се заобиколи проблемот.
Исто така, за да се избегне прегревање, полнењето на батеријата е забавено во последните 20 проценти, така што времето на полнење често се рекламира само на 80% ...
Сепак, многу практична литиум-јонска батерија за секојдневна употреба има големо влијание врз животната средина, прво со екстракција на литиум, за што е потребно астрономско количество свежа вода, а потоа се рециклира на крајот од својот животен век. Сепак, рециклирањето или повторната употреба се зголемува од година во година.
Која е иднината на литиум јонот?
Како што истражувањето се повеќе се движи кон алтернативни технологии кои се помалку загадувачки, потрајни, поевтини за производство или побезбедни, дали литиум-јонската батерија го достигна својот потенцијал?
Литиум-јонската батерија, која работи на индустриско ниво веќе три децении, го нема последниот збор, а развојот продолжува да ја подобрува густината на енергијата, брзината на полнење или безбедноста. Тоа го видовме со текот на годините, особено на полето на моторизирани возила на две тркала, каде што скутерот постоеше само околу педесет километри пред 5 години, некои мотоцикли сега надминуваат 200 терминали за опсег.
Ветувањата за револуција се исто така легии како јаглеродната електрода Nawa, батеријата што се преклопува Jenax, работната температура од 105 ° C во NGK ...
За жал, истражувањето често се соочува со суровата реалност на профитабилноста и индустриските императиви. Во очекување на развојот на алтернативната технологија, особено на очекуваниот литиум-воздух, литиум-јонот сè уште има светла иднина, особено во светот на електричните возила на две тркала, каде што намалувањето на тежината и отпечатокот се важни критериуми.
