Baterya sa Li-ion
Mga sulod
Ang Lithium ion nga baterya o lithium ion nga baterya usa ka klase sa lithium nga baterya
Nag-uswag nga mga teknolohiya alang sa e-mobility
Ang mga smartphone, on-board camera, drone, power tools, electric motorcycle, scooter ... ang lithium batteries kay naa sa tanan sa atong adlaw-adlaw nga kinabuhi karon ug nagbag-o sa daghang gamit. Apan unsa man gyud ang ilang gidala ug mahimo pa ba silang molambo?
История
Niadtong 1970s nga ang lithium-ion nga baterya gipaila ni Stanley Whittingham. Ang naulahi nga trabaho ipadayon ni John B. Goodenough ug Akiro Yoshino sa 1986. Hangtud sa 1991 nga gilusad sa Sony ang una nga klase nga baterya sa merkado ug gisugdan ang usa ka rebolusyon sa teknolohiya. Sa 2019, tulo ka co-inventors ang gihatagan ug Nobel Prize sa Chemistry.
Unsang paagi kini sa trabaho?
Ang lithium-ion nga baterya sa tinuud usa ka pakete sa daghang mga selyula sa lithium-ion nga nagtipig ug nagbalik sa enerhiya sa kuryente. Ang usa ka baterya gibase sa tulo ka nag-unang mga sangkap: usa ka positibo nga electrode, nga gitawag nga cathode, usa ka negatibo nga electrode, gitawag nga anode, ug usa ka electrolyte, usa ka conductive solution.
Sa diha nga ang baterya gipagawas, ang anode nagpagawas sa mga electron pinaagi sa electrolyte ngadto sa cathode, nga sa baylo nagbayloay og mga positibong ion. Nagbag-o ang paglihok samtang nag-charge.
Busa, ang prinsipyo sa operasyon nagpabilin nga pareho alang sa "lead" nga baterya, gawas nga dinhi ang lead ug lead oxide sa mga electrodes gipulihan sa usa ka cobalt oxide cathode, nga naglakip sa usa ka gamay nga liryo ug usa ka graphite anode. Ingon usab, ang sulfuric acid o kaligoanan sa tubig naghatag dalan sa usa ka electrolyte sa lithium salts.
Ang electrolyte nga gigamit karon anaa sa likido nga porma, apan ang panukiduki nagpadulong ngadto sa usa ka solid, mas luwas ug mas lig-on nga electrolyte.
Kaayohan
Ngano nga ang lithium-ion nga baterya mipuli sa tanan sa miaging 20 ka tuig?
Simple ra ang tubag. Naghatag kini nga baterya nga maayo kaayo nga density sa enerhiya ug busa naghatag parehas nga pasundayag alang sa pagtipig sa gibug-aton kumpara sa tingga, nickel ...
Kini nga mga baterya usab adunay medyo ubos nga self-discharge (maximum 10% kada bulan), walay maintenance ug walay memory effect.
Sa katapusan, kung kini mas mahal kay sa mas daan nga mga teknolohiya sa baterya, kini mas barato kay sa lithium polymer (Li-Po) ug nagpabilin nga mas episyente kay sa lithium phosphate (LiFePO4).
mga kakulangan
Bisan pa, ang mga baterya sa lithium-ion dili maayo ug, labi na, adunay daghang kadaot sa cell kung hingpit nga ma-discharge. Busa, aron dili dayon mawala ang ilang mga kabtangan, mas maayo nga i-load kini nga dili maghulat nga kini mahimong patag.
Una sa tanan, ang baterya mahimong makahatag ug seryoso nga mga risgo sa kaluwasan. Kung ang baterya sobra nga karga o nahulog sa ubos sa -5 ° C, ang lithium nagpalig-on pinaagi sa mga dendrite gikan sa matag electrode. Kung ang anode ug cathode konektado sa ilang mga dendrite, ang baterya mahimong masunog ug mobuto. Daghang mga kaso ang gitaho sa Nokia, Fujitsu-Siemens o Samsung, ang mga pagbuto nahitabo usab sa mga ayroplano, mao nga karon gidili ang pagdala sa usa ka lithium-ion nga baterya sa kuptanan, ug ang pagsakay sa cabin sagad limitado sa mga termino sa gahum (gidili sa ibabaw. 160 Wh ug ubos sa pagtugot gikan sa 100 hangtod 160 Wh).
Busa, aron mabuntog kini nga panghitabo, ang mga tiggama nagpatuman sa mga electronic control system (BMS) nga makahimo sa pagsukod sa temperatura sa baterya, pag-regulate sa boltahe, ug paglihok isip mga circuit breaker kung adunay anomaliya. Ang solid electrolyte o polymer gel mao usab ang mga panglantaw nga gisuhid aron malikayan ang problema.
Usab, aron malikayan ang sobrang kainit, ang pag-charge sa baterya gipahinay sa katapusang 20 porsyento, mao nga ang mga oras sa pag-charge kanunay nga gi-anunsyo sa 80% ...
Bisan pa, ang usa ka labi ka praktikal nga lithium-ion nga baterya alang sa adlaw-adlaw nga paggamit adunay usa ka lawom nga epekto sa kalikopan, una pinaagi sa pagkuha sa lithium, nga nanginahanglan usa ka astronomiya nga kantidad sa presko nga tubig, ug dayon i-recycle kini sa katapusan sa iyang kinabuhi. Bisan pa, ang pag-recycle o paggamit pag-usab nagkadaghan matag tuig.
Unsa ang kaugmaon sa lithium ion?
Samtang ang panukiduki nag-uswag ngadto sa alternatibong mga teknolohiya nga dili kaayo makahugaw, mas lig-on, mas barato sa paghimo, o mas luwas, ang lithium-ion nga baterya nakaabot ba sa potensyal niini?
Ang lithium-ion nga baterya, nga nagtrabaho sa usa ka industriyal nga sukdanan sulod sa tulo ka dekada, wala'y katapusan nga pulong, ug ang mga kalamboan nagpadayon sa pagpalambo sa densidad sa enerhiya, katulin sa pag-charge, o kaluwasan. Nakita nato kini sa milabay nga katuigan, ilabi na sa natad sa motorized two-wheeled vehicles, diin ang scooter naglungtad lang mga singkwenta kilometros 5 ka tuig na ang milabay, ang ubang mga motorsiklo karon milapas na sa 200 ka range terminals.
Ang mga saad sa usa ka rebolusyon usab mga lehiyon sama sa Nawa carbon electrode, Jenax foldable battery, 105 ° C operating temperatura sa NGK ...
Ikasubo, ang panukiduki kanunay nga nag-atubang sa mapintas nga kamatuoran sa ganansya ug mga kinahanglanon sa industriya. Naghulat sa pag-uswag sa alternatibong teknolohiya, ilabi na ang gipaabot nga lithium-air, ang lithium-ion aduna pa'y hayag nga kaugmaon sa unahan, ilabi na sa kalibutan sa electric two-wheelers, diin ang gibug-aton ug pagkunhod sa footprint importante nga criteria.
