Li-ion батареясы
ыраазы
Литий-иондук батарея же литий-иондук батарейка литий батареянын бир түрү болуп саналат
Электрондук мобилдүүлүк үчүн жаңы технологиялар
Смартфондор, борттогу камералар, дрондор, электр шаймандары, электр мотоциклдери, мотороллерлер... литий батарейкалар биздин күндөлүк жашообузда кеңири таралган жана көп колдонууда төңкөрүш жасаган. Бирок алар эмнени алып келет жана алар дагы эле өнүгө алабы?
История
1970-жылдары литий-иондук батарейканы Стэнли Уиттингем киргизген. Акыркысынын ишин 1986-жылы Джон Б. Гуденоф жана Акиро Йошино улантат. 1991-жылы гана Sony базарга өзүнүн түрүндөгү биринчи батареяны чыгарып, технологиялык революцияны баштаган. 2019-жылы үч ойлоп табуучу химия боюнча Нобель сыйлыгына татыган.
Бул кандай иштейт?
Литий-иондук батарейка чындыгында электр энергиясын сактап жана кайтарып турган бир нече литий-иондук клеткалардын пакети. Батарея үч негизги компонентке негизделген: катод деп аталган оң электрод, анод деп аталган терс электрод жана электр өткөргүч эритме.
Аккумулятордун заряды бүткөндө анод электролит аркылуу катодго электрондорду чыгарат, ал өз кезегинде оң иондорду алмашат. Заряддоо учурунда кыймыл өзгөрөт.
Демек, иштөө принциби «коргошун» аккумулятордукундай эле бойдон кала берет, бул жерде электроддордун коргошун жана коргошун оксиди бир аз лилия жана графит анодун камтыган кобальт оксиди катоду менен алмаштырылат. Ошо сыяктуу эле, күкүрт кислотасы же суу ваннасы литий туздарынын электролитине жол берет.
Бүгүнкү күндө колдонулган электролит суюк абалда, бирок изилдөө катуу, коопсуз жана бышык электролитке карай жылып жатат.
артыкчылыктары
Эмне үчүн литий-иондук батарейка акыркы 20 жылда башкалардын баарын алмаштырды?
Жооп жөнөкөй. Бул батарейка энергиянын эң сонун тыгыздыгын камсыз кылат, демек, коргошун, никельге салыштырмалуу салмакты үнөмдөө үчүн бирдей көрсөткүчтү камсыз кылат ...
Бул батарейкалар да салыштырмалуу аз өзүн-өзү разрядга ээ (айына максимум 10%), тейлөөнү талап кылбайт жана эстутум эффектиси жок.
Акыр-аягы, алар эски батарея технологияларына караганда кымбатыраак болсо, алар литий полимерине (Li-Po) караганда арзаныраак жана литий фосфатына (LiFePO4) караганда эффективдүү бойдон калууда.
кемчиликтер
Бирок, литий-иондук батарейкалар идеалдуу эмес жана, атап айтканда, толук кубатталып калса, клеткага көбүрөөк зыян келтирет. Андыктан, касиеттерин тез жоготуп албаш үчүн, алардын тегиз болуп калышын күтпөстөн жүктөө жакшы.
Биринчиден, батарея олуттуу коопсуздук коркунучун жаратышы мүмкүн. Батарея ашыкча жүктөлгөндө же -5°Cден төмөн түшкөндө, литий ар бир электроддун дендриттери аркылуу катып калат. Анод менен катод дендриттери аркылуу туташтырылганда, батарея күйүп, жарылып кетиши мүмкүн. Көптөгөн учурлар Nokia, Fujitsu-Siemens же Samsung менен катталган, жарылуулар учакта да болгон, ошондуктан бүгүнкү күндө литий-иондук аккумуляторду трюмда алып жүрүүгө тыюу салынган, ал эми кабинага отуруу көбүнчө кубаттуулук жагынан чектелген (жогоруда тыюу салынган) 160 Вт жана 100дөн 160 Вт саатка чейин уруксат берилгенде).
Ошентип, бул көрүнүш менен күрөшүү үчүн, өндүрүүчүлөр батареянын температурасын өлчөө, чыңалууну жөнгө салуу жана аномалия болгон учурда автоматтык өчүргүч катары иштөөгө жөндөмдүү электрондук башкаруу тутумдарын (BMS) ишке киргизишти. Катуу электролит же полимер гели да көйгөйдү четтетүү үчүн изилденген перспективалар болуп саналат.
Ошондой эле, ашыкча ысып кетпеш үчүн, батареянын заряды акыркы 20 пайызга жайлатат, андыктан заряддоо убакыттары көбүнчө 80% гана жарнамаланат ...
Бирок, күнүмдүк колдонуу үчүн өтө практикалык литий-иондук батарея биринчиден астрономиялык көлөмдөгү таза сууну талап кылган литийди бөлүп алып, андан кийин анын иштөө мөөнөтү аяктагандан кийин кайра иштетип, айлана-чөйрөгө чоң таасирин тийгизет. Бирок, кайра иштетүү же кайра пайдалануу жылдан жылга көбөйүүдө.
Литий ионунун келечеги кандай?
Изилдөөлөр азыраак булгоочу, бышыкыраак, өндүрүшү арзаныраак же коопсузураак альтернативдик технологияларга карай барган сайын барган сайын литий-иондук батарейка өзүнүн потенциалына жеттиби?
Отуз жылдан бери коммерциялык түрдө иштеп келе жаткан литий-иондук батарейка акыркы сөзүн айта элек жана өнүгүүлөр энергиянын тыгыздыгын, кубаттоо ылдамдыгын же коопсуздукту жакшыртууну улантууда. Биз муну бир нече жылдар бою көрдүк, айрыкча моторлуу эки дөңгөлөктүү унаалар тармагында, мында скутер 5 жыл мурун элүү километрге жакын болгон, кээ бир мотоциклдер азыр 200 терминалдан ашат.
Революциянын убадалары ошондой эле легиондор болуп саналат Nawa көмүр электрод, Jenax бүктөлүүчү батарея, NGK 105 ° C иштөө температурасы ...
Тилекке каршы, изилдөө көп учурда рентабелдүүлүктүн жана өндүрүштүк талаптардын катаал чындыгына туш келет. Альтернативдик технологиянын өнүгүшүн күтүүдө, айрыкча күтүлгөн литий-аба, литий-ион дагы эле алдыда жаркын келечекке ээ, өзгөчө электрдик эки дөңгөлөктүү унаалар дүйнөсүндө, бул жерде салмагы жана изи кыскартуу маанилүү критерийлер болуп саналат.
