Li-ion batareyası
Məzmun
Litium ion batareyası və ya litium ion batareyası litium batareyanın bir növüdür
Elektron mobillik üçün inkişaf edən texnologiyalar
Smartfonlar, bort kameraları, dronlar, elektrik alətləri, elektrikli motosikletlər, skuterlər... litium batareyalar bu gün gündəlik həyatımızda hər yerdə var və bir çox istifadə sahələrində inqilab edib. Bəs onlar əslində nə gətirirlər və hələ də inkişaf edə bilərlərmi?
Hekayə
1970-ci illərdə litium-ion batareya Stenli Uittinqem tərəfindən təqdim edildi. Sonuncunun işini 1986-cı ildə John B. Goodenough və Akiro Yoshino davam etdirəcək. Yalnız 1991-ci ilə qədər Sony bazarda öz növünün ilk batareyasını təqdim etdi və texnoloji inqilaba başladı. 2019-cu ildə üç ixtiraçı kimya üzrə Nobel mükafatına layiq görülüb.
Necə işləyir?
Litium-ion batareya əslində elektrik enerjisini saxlayan və qaytaran bir neçə litium-ion hüceyrədən ibarət bir paketdir. Batareya üç əsas komponentə əsaslanır: katod adlanan müsbət elektrod, anod adlanan mənfi elektrod və keçirici məhlul olan elektrolit.
Batareyanın boşaldılması zamanı anod elektrolit vasitəsilə katoda elektronlar buraxır, bu da öz növbəsində müsbət ionlar mübadiləsi aparır. Şarj edərkən hərəkət dəyişir.
Buna görə də, iş prinsipi "qurğuşun" batareyası ilə eyni olaraq qalır, istisna olmaqla, burada elektrodların qurğuşun və qurğuşun oksidi bir az zanbaq və qrafit anodunu ehtiva edən kobalt oksidi katodla əvəz olunur. Eynilə, sulfat turşusu və ya su banyosu öz yerini litium duzlarının elektrolitinə verir.
Bu gün istifadə olunan elektrolit maye formadadır, lakin tədqiqat bərk, daha təhlükəsiz və daha davamlı elektrolitə doğru irəliləyir.
Üstünlükləri
Niyə litium-ion batareya son 20 ildə hamını əvəz etdi?
Cavab sadədir. Bu batareya əla enerji sıxlığı təmin edir və buna görə də qurğuşun, nikel ... ilə müqayisədə çəkiyə qənaət üçün eyni performansı təmin edir ...
Bu akkumulyatorlar həm də nisbətən aşağı öz-özünə boşalmaya malikdir (ayda maksimum 10%), texniki xidmət tələb etmir və yaddaş effekti yoxdur.
Nəhayət, əgər onlar köhnə batareya texnologiyalarından daha bahalıdırsa, litium polimerdən (Li-Po) daha ucuzdur və litium fosfatdan (LiFePO4) daha səmərəli olaraq qalır.
Məhdudiyyətlər
Bununla belə, litium-ion batareyalar ideal deyil və xüsusilə, tam boşaldıqda hüceyrələrə daha çox ziyan vurur. Buna görə də, xassələrini çox tez itirməmələri üçün onların düz olmasını gözləmədən yükləmək daha yaxşıdır.
Əvvəla, batareya ciddi təhlükəsizlik riskləri yarada bilər. Batareya həddindən artıq yükləndikdə və ya -5 ° C-dən aşağı düşdükdə, litium hər elektroddan dendritlər vasitəsilə bərkiyir. Anod və katod öz dendritləri ilə birləşdirildikdə, batareya alov ala və partlaya bilər. Nokia, Fujitsu-Siemens və ya Samsung-da bir çox hadisə bildirildi, partlayışlar təyyarələrdə də baş verdi, buna görə də bu gün litium-ion batareyasını anbarda gəzdirmək qadağandır və salona minmək çox vaxt güc baxımından məhduddur (yuxarıda qadağandır). 160 Wh və 100-dən 160 Wh-a qədər icazə verilir).
Beləliklə, bu fenomenlə mübarizə aparmaq üçün istehsalçılar batareyanın temperaturunu ölçməyə, gərginliyi tənzimləməyə və anomaliya halında elektrik kəsiciləri kimi çıxış etməyə qadir olan elektron idarəetmə sistemlərini (BMS) tətbiq etdilər. Bərk elektrolit və ya polimer gel də problemi aradan qaldırmaq üçün araşdırılan perspektivlərdir.
Həmçinin, həddindən artıq istiləşmənin qarşısını almaq üçün batareyanın doldurulması son 20 faiz ərzində yavaşlayır, buna görə də şarj müddətləri çox vaxt yalnız 80% elan edilir ...
Bununla belə, gündəlik istifadə üçün yüksək praktiki olan litium-ion batareyası əvvəlcə astronomik miqdarda şirin su tələb edən litium çıxararaq, sonra isə ömrünün sonunda onu təkrar emal etməklə ətraf mühitə böyük təsir göstərir. Bununla belə, təkrar emal və ya təkrar istifadə ildən-ilə artır.
Litium ionunun gələcəyi nədir?
Tədqiqatlar getdikcə daha az çirkləndirici, daha davamlı, istehsalı daha ucuz və ya daha təhlükəsiz olan alternativ texnologiyalara doğru irəlilədikcə, litium-ion batareyası öz potensialına çatıbmı?
Otuz ildir ki, sənaye miqyasında işləyən litium-ion batareyası son sözünü deməyib və inkişaflar enerji sıxlığını, doldurma sürətini və ya təhlükəsizliyi yaxşılaşdırmaqda davam edir. Biz bunu illər ərzində gördük, xüsusən motorlu iki təkərli nəqliyyat vasitələri sahəsində, burada skuter cəmi 5 il əvvəl təxminən əlli kilometr mövcud idi, bəzi motosikletlər indi 200 məsafə terminalını keçir.
İnqilabın vədləri həm də Nawa karbon elektrodu, Jenax qatlanan batareyası, NGK-da 105 ° C iş temperaturu kimi legionlardır ...
Təəssüf ki, tədqiqat tez-tez gəlirlilik və sənaye imperativlərinin sərt reallığı ilə qarşılaşır. Alternativ texnologiyanın, xüsusən də gözlənilən litium-havanın, litium-ionun inkişafını gözləyən, xüsusilə çəki və ayaq izinin azaldılmasının vacib meyar olduğu elektrikli iki təkərli avtomobillər dünyasında hələ də parlaq gələcək var.
