Батареяи Li-ion
Мундариҷа
Батареяи литий ион ё батареяи литий ион як навъи батареяи литий мебошад
Технологияҳои пайдошуда барои ҳаракати электронӣ
Смартфонҳо, камераҳои бортӣ, дронҳо, асбобҳои барқӣ, мотоциклҳои барқӣ, мотороллерҳо ... батареяҳои литийӣ дар ҳаёти ҳаррӯзаи мо имрӯз ҳама ҷо ҳастанд ва дар бисёр истифодаҳо инқилоб кардаанд. Аммо онҳо дар асл чӣ меорад ва оё онҳо то ҳол таҳаввул карда метавонанд?
ҳикояи
Маҳз дар солҳои 1970-ум батареяи литий-ионро Стэнли Уиттингем муаррифӣ кард. Кори охиринро Ҷон Б. Гуденоф ва Акиро Ёшино дар соли 1986 идома медиҳанд. Танҳо соли 1991 Sony аввалин батареяи навъи худро дар бозор бароварда, инқилоби технологӣ оғоз кард. Дар соли 2019 ба се ихтироъкор ҷоизаи Нобел дар бахши кимиё дода шуд.
Чӣ тавр он кор мекунад?
Батареяи литий-ион дар асл як бастаи якчанд ҳуҷайраҳои литий-ион аст, ки энергияи барқро нигоҳ медорад ва бармегардонад. Батарея ба се ҷузъи асосӣ асос ёфтааст: электроди мусбӣ, ки катод номида мешавад, электроди манфӣ, анод ва электролит, маҳлули ноқил.
Вақте ки батарея холӣ мешавад, анод тавассути электролит ба катод электронҳо мебарорад ва он дар навбати худ ионҳои мусбатро мубодила мекунад. Ҳангоми пуркунии барқ ҳаракат тағир меёбад.
Бинобар ин принципи кор мисли аккумулятори «сурб» як хел мемонад, гайр аз он ки дар ин чо сурб ва оксиди сурби электродхоро катоди оксиди кобальт иваз мекунанд, ки он андаке лили ва аноди графитро дар бар мегирад. Ба ин монанд, кислотаи сулфат ё ваннаи обӣ ба электролитҳои намаки литий роҳ медиҳад.
Электролите, ки имрӯз истифода мешавад, дар шакли моеъ аст, аммо тадқиқот ба сӯи электролитҳои сахт, бехатар ва пойдортар ҳаракат мекунад.
афзалияти
Чаро батареяи литий-ион дар 20 соли охир ҳамаро иваз кард?
Ҷавоб оддӣ аст. Ин батарея зичии аълои энергияро таъмин мекунад ва аз ин рӯ, дар муқоиса бо сурб, никел якхеларо барои сарфаи вазн таъмин мекунад ...
Ин батареяҳо инчунин барқи нисбатан кам доранд (максимум 10% дар як моҳ), бе нигоҳдорӣ ва таъсири хотира надоранд.
Ниҳоят, агар онҳо аз технологияҳои кӯҳнаи батарея гаронтар бошанд, онҳо нисбат ба полимери литий (Li-Po) арзонтаранд ва нисбат ба фосфати литий (LiFePO4) самараноктар мемонанд.
Нобудӣ
Бо вуҷуди ин, батареяҳои литий-ион идеалӣ нестанд ва махсусан, агар пурра холӣ карда шаванд, зарари бештари ҳуҷайраҳо доранд. Бинобар ин, барои он ки хосиятҳои худро зуд гум накунанд, беҳтар аст, ки онҳоро мунтазири ҳамвор шуданашон бор кунед.
Пеш аз ҳама, батарея метавонад хатари ҷиддии бехатариро ба бор орад. Вақте ки батарея аз ҳад зиёд пур мешавад ё аз -5 ° C паст мешавад, литий тавассути дендритҳои ҳар як электрод сахт мешавад. Вақте ки анод ва катод бо дендритҳои худ пайваст мешаванд, батарея метавонад оташ гирад ва таркад. Ҳодисаҳои зиёде бо Nokia, Fujitsu-Siemens ё Samsung гузориш дода шуда буданд, таркишҳо дар ҳавопаймо низ ба вуқӯъ пайвастаанд, аз ин рӯ имрӯз дар трюм бурдани батареяи литий-ионӣ манъ аст ва савор шудан дар кабина аксар вақт аз ҷиҳати қувва маҳдуд аст (дар боло манъ карда шудааст) 160 Вт ва бояд аз 100 то 160 Вт бошад).
Ҳамин тариқ, барои мубориза бо ин падида, истеҳсолкунандагон системаҳои электронии назоратиро (BMS) татбиқ карданд, ки қодиранд ҳарорати батареяро чен кунанд, шиддатро танзим кунанд ва дар ҳолати аномалия ҳамчун сӯзандоруҳо амал кунанд. Электролити сахт ё гели полимерӣ инчунин дурнамоҳое мебошанд, ки барои бартараф кардани мушкилот омӯхта мешаванд.
Ғайр аз он, барои пешгирӣ кардани гармӣ, пуркунии батарея дар 20 фоизи охир суст мешавад, аз ин рӯ вақти пуркунии барқ аксар вақт танҳо 80% эълон карда мешавад ...
Бо вуҷуди ин, батареяи хеле амалӣ литий-ион барои истифодаи ҳамарӯза ба муҳити зист таъсири амиқ мерасонад, аввал аз истихроҷи литий, ки миқдори астрономӣ оби тозаро талаб мекунад ва баъдан дар охири умраш дубора коркард мекунад. Бо вуҷуди ин, коркард ё истифодаи такрорӣ сол аз сол меафзояд.
Ояндаи ионҳои литий чӣ гуна аст?
Вақте ки тадқиқот торафт бештар ба технологияҳои алтернативӣ, ки камтар ифлоскунанда, пойдортар, истеҳсоли арзонтар ё бехатартар аст, ҳаракат мекунад, оё батареяи литий-ион ба потенсиали худ расидааст?
Батареяи литий-ион, ки дар тӯли се даҳсола дар миқёси саноатӣ кор мекунад, сухани охирини худро нагуфтааст ва таҳаввулот барои беҳтар кардани зичии энергия, суръати пуркунӣ ё бехатарӣ идома медиҳанд. Мо инро дар тӯли солҳо мушоҳида кардем, махсусан дар соҳаи мошинҳои дучархаи мотордор, ки скутер 5 сол пеш ҳамагӣ тақрибан панҷоҳ километр мавҷуд буд, ҳоло баъзе мотоциклҳо аз 200 терминали диапазон зиёданд.
Ваъдаҳои инқилоб инчунин легионҳо ба монанди электроди карбонии Нава, батареяи қатшавандаи Jenax, ҳарорати 105 ° C дар NGK мебошанд ...
Мутаассифона, тадқиқот аксар вақт бо воқеияти сахти даромаднокӣ ва талаботҳои саноатӣ рӯ ба рӯ мешаванд. Дар интизори таҳияи технологияи алтернативӣ, бахусус литий-ҳавои пешбинишуда, литий-ион ҳанӯз ояндаи дурахшоне дар пеш аст, бахусус дар ҷаҳони дучархаҳои электрикӣ, ки дар он ҷо вазн ва коҳиши изи пойҳо меъёрҳои муҳим мебошанд.
