Ličio jonų akumuliatorius
Turinys
Ličio jonų akumuliatorius arba ličio jonų akumuliatorius yra ličio jonų akumuliatoriaus tipas
Naujos e. mobilumo technologijos
Išmanieji telefonai, borto kameros, dronai, elektriniai įrankiai, elektriniai motociklai, motoroleriai... Ličio baterijos šiandien yra visur mūsų kasdieniame gyvenime ir sukėlė daugybę naudojimo būdų. Bet ką jie iš tikrųjų duoda ir ar jie vis dar gali vystytis?
Istorija
Aštuntajame dešimtmetyje ličio jonų akumuliatorių pristatė Stanley Whittingham. Pastarojo darbus 1970 m. tęs Johnas B. Goodenoughas ir Akiro Yoshino. Tik 1986 m. Sony išleido pirmąją tokio tipo bateriją į rinką ir pradėjo technologinę revoliuciją. 1991 m. Nobelio chemijos premija buvo apdovanoti trys išradėjai.
Kaip tai veikia?
Ličio jonų baterija iš tikrųjų yra kelių ličio jonų elementų paketas, kuris kaupia ir grąžina elektros energiją. Baterija susideda iš trijų pagrindinių komponentų: teigiamo elektrodo, vadinamo katodu, neigiamo elektrodo, vadinamo anodu, ir elektrolitu, laidžiu tirpalu.
Išsikrovus akumuliatoriui, anodas per elektrolitą skleidžia elektronus į katodą, kuris savo ruožtu keičia teigiamus jonus. Judėjimas keičiasi kraunant.
Todėl veikimo principas išlieka toks pat kaip ir „švino“ akumuliatoriaus, tik čia elektrodų švinas ir švino oksidas pakeičiami kobalto oksido katodu, kurį sudaro truputis lelijos ir grafito anodas. Taip pat sieros rūgštis arba vandens vonia užleidžia vietą ličio druskų elektrolitui.
Šiandien naudojamas elektrolitas yra skysto pavidalo, tačiau tyrimai juda link kieto, saugesnio ir patvaresnio elektrolito.
privalumai
Kodėl per pastaruosius 20 metų ličio jonų baterija pakeitė visus kitus?
Atsakymas paprastas. Šis akumuliatorius užtikrina puikų energijos tankį, todėl leidžia sutaupyti svorio taip pat, palyginti su švinu, nikeliu ...
Be to, šios baterijos savaime išsikrauna gana mažai (daugiausia 10 % per mėnesį), nereikalauja priežiūros ir neturi atminties efekto.
Galiausiai, jei jie yra brangesni už senesnes akumuliatorių technologijas, jie yra pigesni už ličio polimerą (Li-Po) ir išlieka efektyvesni nei ličio fosfatas (LiFePO4).
Trūkumai
Tačiau ličio jonų baterijos nėra idealios ir ypač pažeidžiamos, jei visiškai išsikrauna. Todėl, kad jie per greitai neprarastų savo savybių, geriau juos krauti nelaukiant, kol suplokštės.
Visų pirma, akumuliatorius gali kelti rimtą pavojų saugai. Kai akumuliatorius perkraunamas arba nukrenta žemiau -5 ° C, litis sukietėja per dendritus iš kiekvieno elektrodo. Kai anodas ir katodas yra sujungti dendritais, baterija gali užsidegti ir sprogti. Daug atvejų buvo pranešta su „Nokia“, „Fujitsu-Siemens“ ar „Samsung“, sprogimai įvyko ir orlaiviuose, todėl šiandien ličio jonų akumuliatorių vežtis triume draudžiama, o įlipimas į saloną dažnai ribojamas galios atžvilgiu (draudžiama aukščiau). 160 Wh ir gavus leidimą nuo 100 iki 160 Wh).
Taigi, norėdami kovoti su šiuo reiškiniu, gamintojai įdiegė elektronines valdymo sistemas (BMS), galinčias matuoti akumuliatoriaus temperatūrą, reguliuoti įtampą ir veikti kaip grandinės pertraukikliai įvykus anomalijai. Kietas elektrolitas arba polimerinis gelis taip pat yra perspektyvos, kaip apeiti problemą.
Be to, siekiant išvengti perkaitimo, akumuliatoriaus įkrovimas sulėtėja per pastaruosius 20 procentų, todėl įkrovimo laikas dažnai skelbiamas tik 80 procentų ...
Tačiau labai praktiškas, kasdieniniam naudojimui skirtas ličio jonų akumuliatorius daro didelį poveikį aplinkai, pirmiausia išgaunant litį, kuriam reikia astronominio gėlo vandens kiekio, o pasibaigus jo eksploatavimo laikui – perdirbant. Tačiau kasmet daugėja perdirbimo ar pakartotinio naudojimo.
Kokia ličio jonų ateitis?
Kadangi moksliniai tyrimai vis labiau pereina prie alternatyvių technologijų, kurios yra mažiau teršiančios, patvaresnės, pigesnės gaminti arba saugesnės, ar ličio jonų akumuliatorius išnaudojo savo potencialą?
Tris dešimtmečius pramoniniu mastu veikianti ličio jonų baterija netarė paskutinio žodžio, o tobulėjimas ir toliau gerina energijos tankį, įkrovimo greitį ar saugumą. Tai matėme bėgant metams, ypač motorizuotų dviračių transporto priemonių srityje, kur motoroleris egzistavo tik apie penkiasdešimt kilometrų prieš 5 metus, o kai kurie motociklai dabar viršija 200 nuotolio terminalų.
Revoliucijos pažadai taip pat yra tokie legionai kaip Nawa anglies elektrodas, Jenax sulankstoma baterija, 105 ° C darbo temperatūra NGK ...
Deja, moksliniai tyrimai dažnai susiduria su atšiauria pelningumo ir pramonės poreikių realybe. Kol bus sukurtos alternatyvios technologijos, ypač numatomas ličio-oro, ličio jonų dar laukia šviesi ateitis, ypač elektrinių dviračių transporto priemonių pasaulyje, kur svorio ir pėdsakų mažinimas yra svarbūs kriterijai.
