Ce sunt bateriile cu litiu și cum funcționează?

Ce sunt bateriile litiu-ion, din ce sunt făcute și care sunt beneficiile în comparație cu alte tehnologii de stocare a bateriilor?

Propuse pentru prima dată în anii 1970 și produse comercial de Sony în 1991, bateriile cu litiu sunt acum folosite în telefoane mobile, avioane și mașini.În ciuda mai multor avantaje care i-au condus la un succes din ce în ce mai mare în industria energetică, bateriile litiu-ion au unele dezavantaje și sunt un subiect care atrage multe discuții.

Dar ce sunt exact bateriile cu litiu și cum funcționează?

Din ce sunt fabricate bateriile cu litiu?

O baterie cu litiu este formată din patru componente cheie.Are catod, care determină capacitatea și tensiunea bateriei și este sursa ionilor de litiu.Anodul permite curentului electric să circule printr-un circuit extern, iar când bateria este încărcată, ionii de litiu sunt stocați în anod.

Electrolitul este format din săruri, solvenți și aditivi și servește ca conductă de ioni de litiu între catod și anod.În cele din urmă există separatorul, bariera fizică care ține catodul și anodul separat.

Avantaje și dezavantaje ale bateriilor cu litiu

Bateriile cu litiu au o densitate de energie mult mai mare decât alte baterii.Pot avea până la 150 de wați-oră (WH) de energie pe kilogram (kg), în comparație cu bateriile nichel-hidrură metalică la 60-70WH/kg și cele cu plumb acid la 25WH/kg.

De asemenea, au o rată de descărcare mai mică decât altele, pierzând în jur de 5% din încărcare într-o lună, comparativ cu bateriile cu nichel-cadmiu (NiMH) care pierd 20% într-o lună.

Cu toate acestea, bateriile cu litiu conțin și un electrolit inflamabil care poate provoca incendii la scară mică a bateriilor.Acesta a fost cel care a provocat arderile infame ale smartphone-ului Samsung Note 7, ceea ce a forțat Samsung să o facăproducția de fier vechiși pierde 26 de miliarde de dolari din valoarea de piață.Trebuie remarcat faptul că acest lucru nu s-a întâmplat cu bateriile cu litiu la scară largă.

Bateriile litiu-ion sunt, de asemenea, mai scumpe de produs, așa cum potcosta aproapeProdus cu 40% mai mult decât bateriile cu nichel-cadmiu.

Concurenți

Litiu-ionul se confruntă cu concurența de lao serie de tehnologii alternative pentru baterii,dintre care majoritatea se află într-un stadiu de dezvoltare.O astfel de alternativă este bateriile alimentate cu apă sărată.

În curs de dezvoltare de către Aquion Energy, sunt formate din apă sărată, oxid de mangan și bumbac pentru a crea ceva care este realizat folosind „materiale abundente, netoxice și tehnici moderne de producție cu costuri reduse”.Din acest motiv, acestea sunt singurele baterii din lume care sunt certificate cradle-to-cradle.

Similar cu tehnologia lui Aquion,„Blue Battery” de la AquaBattery folosește un amestec de sare și apă dulcecare curge prin membrane pentru a stoca energie.Alte tipuri potențiale de baterii includ bateriile alimentate cu urină ale Bristol Robotics Laboratory șiUniversitatea din California Riversidebaterie litiu-ion care folosește nisip mai degrabă decât grafit pentru anod, ceea ce duce la o baterie de trei ori mai puternică decât standardul industrial.