რა არის ლითიუმის ბატარეები და როგორ მუშაობს ისინი?

რა არის ლითიუმ-იონური ბატარეები, რისგან არის დამზადებული და რა სარგებლობა მოაქვს ბატარეის შენახვის სხვა ტექნოლოგიებთან შედარებით?

პირველად შემოთავაზებული 1970-იან წლებში და კომერციულად წარმოებული Sony-ს მიერ 1991 წელს, ლითიუმის ბატარეები ახლა გამოიყენება მობილურ ტელეფონებში, თვითმფრინავებსა და მანქანებში.მიუხედავად რამდენიმე უპირატესობისა, რამაც მათ მიიყვანა მზარდი წარმატება ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში, ლითიუმის იონურ ბატარეებს აქვთ გარკვეული ნაკლოვანებები და არის თემა, რომელიც იწვევს ბევრ განხილვას.

მაგრამ რა არის ლითიუმის ბატარეები და როგორ მუშაობს ისინი?

რისგან არის დამზადებული ლითიუმის ბატარეები?

ლითიუმის ბატარეა შედგება ოთხი ძირითადი კომპონენტისგან.მას აქვს კათოდი, რომელიც განსაზღვრავს ბატარეის სიმძლავრეს და ძაბვას და არის ლითიუმის იონების წყარო.ანოდი აძლევს ელექტრო დენს გარე წრეში გადინების საშუალებას და ბატარეის დამუხტვისას ლითიუმის იონები ინახება ანოდში.

ელექტროლიტი წარმოიქმნება მარილების, გამხსნელებისა და დანამატებისგან და ემსახურება ლითიუმის იონების გამტარობას კათოდსა და ანოდს შორის.საბოლოოდ არის გამყოფი, ფიზიკური ბარიერი, რომელიც აშორებს კათოდს და ანოდს.

ლითიუმის ბატარეების დადებითი და უარყოფითი მხარეები

ლითიუმის ბატარეებს აქვთ გაცილებით მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, ვიდრე სხვა ბატარეებს.მათ შეიძლება ჰქონდეთ 150 ვატ-საათამდე ენერგია თითო კილოგრამზე (კგ), ნიკელ-მეტალის ჰიდრიდის ბატარეებთან შედარებით 60-70 WH/კგ და ტყვიის მჟავას 25 WH/კგ-ზე.

მათ ასევე აქვთ სხვებთან შედარებით დაბალი გამონადენი, კარგავენ დატენვის დაახლოებით 5%-ს თვეში ნიკელ-კადმიუმის (NiMH) ბატარეებთან შედარებით, რომლებიც კარგავენ 20%-ს თვეში.

თუმცა, ლითიუმის ბატარეები ასევე შეიცავს აალებადი ელექტროლიტს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მცირე ზომის ბატარეის ხანძარი.სწორედ ამან გამოიწვია სამარცხვინო Samsung Note 7 სმარტფონის წვა, რამაც აიძულა Samsung-იჯართის წარმოებადა დაკარგავს 26 მილიარდი დოლარის საბაზრო ღირებულებას.უნდა აღინიშნოს, რომ ეს არ მომხდარა დიდი ზომის ლითიუმის ბატარეებს.

ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოება ასევე უფრო ძვირია, რადგან მათ შეუძლიათღირს თითქმის40%-ით მეტი წარმოებისთვის, ვიდრე ნიკელ-კადმიუმის ბატარეები.

კონკურენტები

ლითიუმ-იონი კონკურენციის წინაშე დგასრიგი ალტერნატიული ბატარეის ტექნოლოგია,რომელთა უმეტესობა განვითარების ეტაპზეა.ერთ-ერთი ასეთი ალტერნატივა არის მარილიანი წყლის ბატარეები.

დამუშავების პროცესშია Aquion Energy, ისინი წარმოიქმნება მარილიანი წყლის, მანგანუმის ოქსიდისა და ბამბისგან, რათა შექმნან ის, რაც დამზადებულია "უხვი, არატოქსიკური მასალებისა და თანამედროვე დაბალი ფასის წარმოების ტექნიკის" გამოყენებით.ამის გამო, ისინი მსოფლიოში ერთადერთი ბატარეებია, რომლებიც აკვანიდან აკვანამდე სერთიფიცირებულია.

Aquion-ის ტექნოლოგიის მსგავსად,AquaBattery-ის 'ლურჯი ბატარეა' იყენებს მარილისა და მტკნარი წყლის ნაზავსმიედინება მემბრანებში ენერგიის შესანახად.სხვა პოტენციური ბატარეების ტიპები მოიცავს Bristol Robotics Laboratory-ის შარდზე მომუშავე ბატარეებს დაკალიფორნიის უნივერსიტეტი რივერსაიდილითიუმის იონური ბატარეა, რომელიც იყენებს ქვიშას და არა გრაფიტს ანოდისთვის, რაც იწვევს ბატარეას, რომელიც სამჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე ინდუსტრიის სტანდარტი.