Bateri ion litium
Содержание
Bateri litium ion atau bateri lithium ion ialah sejenis bateri litium
Teknologi baru muncul untuk e-mobiliti
Telefon pintar, kamera on-board, dron, alatan kuasa, motosikal elektrik, skuter ... bateri litium terdapat di mana-mana dalam kehidupan seharian kita hari ini dan telah merevolusikan banyak kegunaan. Tetapi apa yang sebenarnya mereka bawa dan bolehkah mereka berkembang?
Kisah
Ia adalah pada tahun 1970-an bahawa bateri litium-ion telah diperkenalkan oleh Stanley Whittingham. Kerja yang terakhir ini akan diteruskan oleh John B. Goodenough dan Akiro Yoshino pada tahun 1986. Sehingga tahun 1991, Sony melancarkan bateri pertama seumpamanya di pasaran dan memulakan revolusi teknologi. Pada 2019, tiga pencipta bersama telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Kimia.
Bagaimana ia berfungsi?
Bateri litium-ion sebenarnya adalah pek beberapa sel litium-ion yang menyimpan dan mengembalikan tenaga elektrik. Bateri adalah berdasarkan tiga komponen utama: elektrod positif, dipanggil katod, elektrod negatif, dipanggil anod, dan elektrolit, larutan konduktif.
Apabila bateri dinyahcas, anod memancarkan elektron melalui elektrolit ke katod, yang seterusnya menukar ion positif. Pergerakan berubah semasa mengecas.
Oleh itu, prinsip operasi tetap sama seperti untuk bateri "plumbum", kecuali di sini plumbum dan plumbum oksida elektrod digantikan oleh katod kobalt oksida, yang termasuk sedikit lily dan anod grafit. Begitu juga, asid sulfurik atau mandian air memberi laluan kepada elektrolit garam litium.
Elektrolit yang digunakan hari ini adalah dalam bentuk cecair, tetapi penyelidikan sedang bergerak ke arah elektrolit pepejal, lebih selamat dan lebih tahan lama.
Kelebihan
Mengapakah bateri litium-ion menggantikan yang lain dalam tempoh 20 tahun yang lalu?
Jawapannya mudah sahaja. Bateri ini memberikan ketumpatan tenaga yang sangat baik dan oleh itu memberikan prestasi yang sama untuk penjimatan berat berbanding plumbum, nikel ...
Bateri ini juga mempunyai nyahcas sendiri yang agak rendah (maksimum 10% sebulan), bebas penyelenggaraan dan tidak mempunyai kesan memori.
Akhir sekali, jika ia lebih mahal daripada teknologi bateri lama, ia lebih murah daripada polimer litium (Li-Po) dan kekal lebih cekap daripada litium fosfat (LiFePO4).
Kecacatan
Walau bagaimanapun, bateri litium-ion tidak sesuai dan, khususnya, mempunyai lebih banyak kerosakan sel jika dinyahcas sepenuhnya. Oleh itu, supaya mereka tidak kehilangan harta mereka terlalu cepat, adalah lebih baik untuk memuatkannya tanpa menunggu ia menjadi rata.
Pertama sekali, bateri boleh menimbulkan risiko keselamatan yang serius. Apabila bateri terlebih beban atau jatuh di bawah -5 ° C, litium menjadi pejal melalui dendrit dari setiap elektrod. Apabila anod dan katod disambungkan oleh dendritnya, bateri boleh terbakar dan meletup. Banyak kes dilaporkan dengan Nokia, Fujitsu-Siemens atau Samsung, letupan juga berlaku pada pesawat, jadi hari ini dilarang membawa bateri litium-ion di dalam pemegang, dan menaiki dalam kabin selalunya terhad dari segi kuasa (dilarang di atas 160 Wh dan tertakluk kepada kebenaran dari 100 hingga 160 Wh).
Oleh itu, untuk memerangi fenomena ini, pengeluar telah melaksanakan sistem kawalan elektronik (BMS) yang mampu mengukur suhu bateri, mengawal voltan, dan bertindak sebagai pemutus litar sekiranya berlaku anomali. Elektrolit pepejal atau gel polimer juga merupakan perspektif yang diterokai untuk mengelakkan masalah.
Selain itu, untuk mengelakkan terlalu panas, pengecasan bateri diperlahankan sepanjang 20 peratus terakhir, jadi masa pengecasan selalunya hanya diiklankan pada 80% ...
Walau bagaimanapun, bateri litium-ion yang sangat praktikal untuk kegunaan harian mempunyai kesan yang mendalam terhadap alam sekitar, pertama dengan mengekstrak litium, yang memerlukan jumlah astronomi air tawar, dan kemudian mengitar semulanya pada penghujung hayatnya. Walau bagaimanapun, kitar semula atau penggunaan semula semakin meningkat dari tahun ke tahun.
Apakah masa depan ion litium?
Apabila penyelidikan semakin bergerak ke arah teknologi alternatif yang kurang mencemarkan, lebih tahan lama, lebih murah untuk dikeluarkan, atau lebih selamat, adakah bateri litium-ion mencapai potensinya?
Bateri litium-ion, yang telah berfungsi secara komersial selama tiga dekad, tidak mempunyai kata-kata terakhir, dan perkembangan terus meningkatkan ketumpatan tenaga, kelajuan pengecasan atau keselamatan. Perkara ini telah kita lihat selama ini, terutamanya dalam bidang kenderaan bermotor dua roda, di mana skuter itu hanya wujud kira-kira lima puluh kilometer 5 tahun lalu, beberapa motosikal kini melebihi 200 terminal jarak jauh.
Janji-janji revolusi juga adalah legiun seperti elektrod karbon Nawa, bateri boleh lipat Jenax, suhu operasi 105 ° C di NGK ...
Malangnya, penyelidikan sering berhadapan dengan realiti keras keuntungan dan keperluan industri. Sementara menunggu pembangunan teknologi alternatif, terutamanya litium-udara yang dijangkakan, litium-ion masih mempunyai masa depan yang cerah, terutamanya dalam dunia kenderaan dua roda elektrik, di mana pengurangan berat dan jejak adalah kriteria penting.
