Літый-іённы акумулятар
Змест
Літый-іённы акумулятар або літый-іённы акумулятар - гэта тып літыевай батарэі
Якія з'явіліся тэхналогій для электрычнай мабільнасці
Смартфоны, бартавыя камеры, беспілотнікі, электраінструменты, электрычныя матацыклы, скутэры… сёння літыевыя батарэі проста ўсюдыісныя ў нашым паўсядзённым жыцці і зрабілі рэвалюцыю ў шматлікіх выпадках выкарыстання. Але што яны на самой справе прыносяць і ці могуць яны ўсё яшчэ развівацца?
Гісторыя
Менавіта ў 1970-х гадах літый-іённы акумулятар прадстаўляў Стэнлі Ўітынгем. Праца апошняга будзе працягнута Джонам Б. Гудэнау і Акіра Ёсіна ў 1986 годзе. Толькі ў 1991 годзе Sony выпусціла на рынак першую ў сваім родзе батарэю і пачала тэхналагічную рэвалюцыю. У 2019 годзе трое вынаходнікаў былі ўдастоены Нобелеўскай прэміі па хіміі.
Як гэта працуе?
Літый-іённы акумулятар насамрэч уяўляе сабой пакет, які складаецца з некалькіх літый-іённых элементаў, якія дазваляюць захоўваць і вяртаць электрычную энергію. Акумулятар заснаваны на трох асноўных кампанентах: дадатным электродзе, званым катодам, адмоўным электродзе, званым анодам, і электраліце, які праводзіць растворы.
Калі батарэя разряжается, анод выпраменьвае электроны праз электраліт у катод, які, у сваю чаргу, абменьваецца дадатнымі іёнамі. Рух мяняецца падчас зарадкі.
Таму прынцып працы застаецца такім жа, як і ў «свінцовай» батарэі, за выключэннем таго, што тут свінец і аксід свінцу электродаў замяняюцца катодам аксіду кобальту, улучальным трохі лілея і графітавага анода. Аналагічнай выявай, серная кіслата ці вадзяная ванна саступае месца электраліту, які складаецца з соляў літыя.
Сёння выкарыстоўваны электраліт знаходзіцца ў вадкай форме, але даследаванні рухаюцца ў напрамку цвёрдага, больш бяспечнага і даўгавечнага электраліта.
Перавагі
Чаму літый-іённы акумулятар выцесніў усе астатнія за апошнія 20 гадоў?
Адказ просты. Гэты акумулятар забяспечвае выдатную шчыльнасць энергіі і, такім чынам, забяспечвае тую ж прадукцыйнасць для зніжэння вагі ў параўнанні са свінцом, нікелем.
Гэтыя батарэі таксама маюць адносна нізкі самаразрад (максімум 10% у месяц), не патрабуюць абслугоўвання і не маюць эфекту памяці.
Нарэшце, калі яны даражэй, чым старыя акумулятарныя тэхналогіі, яны танней, чым літый-палімер (Li-Po), і застаюцца больш эфектыўнымі, чым літый-фасфат (LiFePO4).
Недахопы
Аднак літый-іённыя батарэі не ідэальныя і, у прыватнасці, маюць большае пашкоджанне элементаў у выпадку поўнага разраду. Таму, каб яны не страцілі свае ўласцівасці занадта хутка, лепш загрузіць іх, не чакаючы, пакуль яны стануць плоскімі.
Перш за ўсё, акумулятар можа прадстаўляць сур'ёзныя рызыкі для бяспекі. Калі батарэя перагружаецца або падае ніжэй -5 ° C, літый дубянее праз дэндрыты ад кожнага электрода. Калі анод і катод злучаныя іх дэндрытамі, батарэя можа загарэцца і падарвацца. Многія выпадкі былі зарэгістраваны ў Nokia, Fujitsu-Siemens або Samsung, выбухі таксама адбыліся на самалётах, таму сёння забаронена насіць літый-іённы акумулятар у труме, а пасадка ў салоне часта абмежавана з пункту гледжання магутнасці (забаронена вышэй за 160 Втч і пры ўмове дазволу ад 100 да 160 Втч).
Такім чынам, для барацьбы з гэтай з'явай вытворцы ўкаранілі электронныя сістэмы кіравання (BMS), здольныя вымяраць тэмпературу батарэі, рэгуляваць напружанне і выступаць у якасці аўтаматычных выключальнікаў у выпадку анамаліі. Цвёрды электраліт ці палімерны гель таксама з'яўляюцца даляглядамі, вывучанымі для абыходу праблемы.
Таксама, каб пазбегнуць перагрэву зарадка батарэі запавольваецца на працягу апошніх 20 працэнтаў, таму час зарадкі часта аб'яўляецца толькі на 80%.
Аднак вельмі практычны для паўсядзённых патрэб літый-іённы акумулятар аказвае моцнае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе, спачатку за кошт вымання літыя, які патрабуе астранамічнай колькасці прэснай вады, а затым шляхам яго перапрацоўкі ў канцы тэрміна службы. Аднак перапрацоўка ці паўторнае выкарыстанне расце з года ў год.
Якая будучыня ў іёна літыя?
Па меры таго, як даследаванні ўсё часцей пераходзяць да альтэрнатыўных тэхналогій, менш забруджвальных, больш даўгавечным, таннейшым у вытворчасці або больш бяспечным, літый-іённы акумулятар дасягнуў сваіх магчымасцяў?
Літый-іённы акумулятар, які працуе ў прамысловых маштабах на працягу трох дзесяцігоддзяў, не сказаў свайго апошняга слова, і распрацоўкі працягваюць паляпшаць шчыльнасць энергіі, хуткасць зарадкі ці бяспеку. Мы бачым гэта на працягу многіх гадоў, асабліва ў галіне матарызаваных двухколавых аўтамабіляў, дзе скутэр праіснаваў усяго каля пяцідзесяці кіламетраў 5 гадоў таму, некаторыя матацыклы зараз перавышаюць 200 тэрміналаў далёкасці.
Абяцанні рэвалюцыі таксама з'яўляюцца легіёнамі, такімі як вугляродны электрод Nawa, складаная батарэя Jenax, працоўная тэмпература 105 ° C у NGK.
Нажаль, даследаванні часта сутыкаюцца з суровай рэальнасцю прыбытковасці і прамысловых імператываў. У чаканні распрацоўкі альтэрнатыўнай тэхналогіі, асабліва літыя-паветра, якога ўсё чакаюць, у літыя-іёна ўсё яшчэ наперадзе светлую будучыню, асабліва ў свеце электрычных двухколавых аўтамабіляў, дзе зніжэнне вагі і займаемай плошчы з'яўляюцца важнымі крытэрыямі.
