Li-ion batareyasi
Mundarija
Lityum ion batareyasi yoki lityum ion batareyasi lityum batareyaning bir turi
Elektron mobillik uchun yangi texnologiyalar
Smartfonlar, bort kameralari, dronlar, elektr asboblari, elektr mototsikllari, skuterlar ... lityum batareyalar bugungi kunda kundalik hayotimizda hamma joyda mavjud va ko'plab foydalanishda inqilob qildi. Lekin ular aslida nimani olib keladi va ular hali ham rivojlana oladimi?
История
1970-yillarda lityum-ion batareyani Stenli Uittingem taqdim etgan. Ikkinchisining ishi 1986 yilda Jon B. Gudenough va Akiro Yoshino tomonidan davom ettiriladi. Faqat 1991-yilgacha Sony bozorda birinchi turdagi batareyani chiqardi va texnologik inqilobni boshladi. 2019-yilda uchta hammuallif ixtirochi kimyo bo‘yicha Nobel mukofotiga sazovor bo‘ldi.
U qanday ishlaydi?
Lityum-ion batareyasi aslida elektr energiyasini saqlaydigan va qaytaradigan bir nechta litiy-ionli hujayralar to'plamidir. Batareya uchta asosiy komponentga asoslanadi: katod deb ataladigan musbat elektrod, anod deb ataladigan salbiy elektrod va elektrolit, o'tkazuvchan eritma.
Batareya zaryadsizlanganda, anod elektrolitlar orqali katodga elektronlarni chiqaradi, bu esa o'z navbatida ijobiy ionlarni almashtiradi. Zaryad olayotganda harakat o'zgaradi.
Shuning uchun, ishlash printsipi "qo'rg'oshin" batareyasi bilan bir xil bo'lib qoladi, faqat bu erda elektrodlarning qo'rg'oshin va qo'rg'oshin oksidi kobalt oksidi katodi bilan almashtiriladi, u bir oz zambaklar va grafit anodini o'z ichiga oladi. Xuddi shunday, sulfat kislota yoki suv hammomi litiy tuzlarining elektrolitiga o'tadi.
Bugungi kunda ishlatiladigan elektrolitlar suyuq holatda, ammo tadqiqotlar qattiq, xavfsizroq va bardoshli elektrolitlar tomon harakat qilmoqda.
Kanada PR
Nima uchun so'nggi 20 yil ichida lityum-ion batareyasi hammani almashtirdi?
Javob oddiy. Ushbu batareya mukammal energiya zichligini ta'minlaydi va shuning uchun qo'rg'oshin, nikel ... bilan solishtirganda vaznni tejash uchun bir xil ishlashni ta'minlaydi ...
Bu akkumulyatorlar ham nisbatan kam o‘z-o‘zidan zaryadsizlanishi (oyiga maksimal 10%), texnik xizmat ko‘rsatmaydi va xotira effektiga ega emas.
Va nihoyat, agar ular eski batareya texnologiyalaridan qimmatroq bo'lsa, ular lityum polimerdan (Li-Po) arzonroq va lityum fosfatdan (LiFePO4) samaraliroq bo'lib qoladi.
kamchiliklar
Biroq, lityum-ion batareyalar ideal emas va, ayniqsa, to'liq zaryadsizlangan bo'lsa, ko'proq hujayra shikastlanishiga ega. Shuning uchun, ular o'z xususiyatlarini tezda yo'qotmasliklari uchun, ularni tekis bo'lishini kutmasdan, ularni yuklash yaxshiroqdir.
Avvalo, batareya xavfsizlik uchun jiddiy xavf tug'dirishi mumkin. Batareya haddan tashqari yuklanganda yoki -5 ° C dan pastga tushganda, lityum har bir elektroddagi dendritlar orqali qotib qoladi. Anod va katod o'zlarining dendritlari bilan bog'langanda, batareya yonib ketishi va portlashi mumkin. Nokia, Fujitsu-Siemens yoki Samsung bilan bog'liq ko'plab holatlar haqida xabar berilgan, portlashlar samolyotlarda ham sodir bo'lgan, shuning uchun bugungi kunda lityum-ion batareyani stendda olib yurish taqiqlangan va salonga chiqish ko'pincha quvvat jihatidan cheklangan (yuqorida taqiqlangan) 160 Wh va 100 dan 160 Wh gacha ruxsat berilgan holda).
Shunday qilib, ushbu hodisaga qarshi kurashish uchun ishlab chiqaruvchilar batareyaning haroratini o'lchash, kuchlanishni tartibga solish va anomaliya sodir bo'lgan taqdirda o'chirish to'xtatuvchilari sifatida ishlashga qodir bo'lgan elektron boshqaruv tizimlarini (BMS) joriy qildilar. Qattiq elektrolitlar yoki polimer jeli ham muammoni chetlab o'tish uchun o'rganilgan istiqbollardir.
Bundan tashqari, haddan tashqari qizib ketmaslik uchun batareyani zaryadlash oxirgi 20 foizga sekinlashadi, shuning uchun zaryadlash vaqtlari ko'pincha faqat 80% da e'lon qilinadi ...
Biroq, kundalik foydalanish uchun juda amaliy lityum-ion batareyasi atrof-muhitga chuqur ta'sir ko'rsatadi, birinchi navbatda astronomik miqdordagi toza suvni talab qiladigan lityumni ajratib oladi, so'ngra uni umrining oxirida qayta ishlaydi. Biroq, qayta ishlash yoki qayta foydalanish yildan-yilga ortib bormoqda.
Lityum ionining kelajagi qanday?
Tadqiqotlar kamroq ifloslantiruvchi, bardoshli, ishlab chiqarish arzonroq yoki xavfsizroq bo'lgan muqobil texnologiyalarga tobora ko'proq harakatlanar ekan, litiy-ion batareyasi o'z salohiyatiga erishdimi?
O'ttiz yil davomida tijorat maqsadlarida ishlab kelayotgan litiy-ion batareyasi so'nggi so'zni aytmadi va ishlanmalar energiya zichligi, zaryadlash tezligi yoki xavfsizligini yaxshilashda davom etmoqda. Biz buni yillar davomida, ayniqsa motorli ikki g'ildirakli transport vositalari sohasida ko'rdik, bu erda scooter faqat 5 yil oldin taxminan ellik kilometr mavjud edi, ba'zi mototsikllar hozirda 200 masofali terminaldan oshadi.
Inqilob va'dalari, shuningdek, Nawa uglerod elektrodi, Jenax yig'iladigan batareyasi, NGKda 105 ° C ish harorati kabi legionlardir ...
Afsuski, tadqiqot ko'pincha rentabellik va sanoat imperativlarining qattiq haqiqatiga duch keladi. Muqobil texnologiya, ayniqsa kutilayotgan lityum-havo, lityum-ionning rivojlanishini kutayotganda, ayniqsa, og'irlik va oyoq izini kamaytirish muhim mezon bo'lgan elektr ikki g'ildirakli avtomobillar dunyosida hali ham porloq kelajak kutmoqda.
