Li-ion зай
Агуулга
Лити ион батерей эсвэл лити ион батерей нь литийн батерейны нэг төрөл юм
Цахим хөдөлгөөний шинэ технологиуд
Ухаалаг утас, камер, дрон, цахилгаан хэрэгсэл, цахилгаан мотоцикл, скутер ... лити батерей нь бидний өдөр тутмын амьдралд хаа сайгүй байдаг бөгөөд олон хэрэглээнд хувьсгал хийсэн. Гэхдээ тэд үнэндээ юу авчирдаг бөгөөд тэд хөгжиж чадах уу?
түүх
Лити-ион батерейг 1970-аад онд Стэнли Уиттингем танилцуулсан. Сүүлчийн ажлыг 1986 онд Жон Б.Гуденоф, Акиро Ёшино нар үргэлжлүүлнэ. 1991 онд л Sony ийм төрлийн батарейг зах зээлд гаргаж, технологийн хувьсгалыг эхлүүлсэн. 2019 онд гурван хамтран зохион бүтээгч химийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ.
энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?
Лити-ион батерей нь үнэндээ цахилгаан энергийг хадгалж, буцааж өгдөг хэд хэдэн лити-ион эсийн багц юм. Батерей нь гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг дээр суурилдаг: катод гэж нэрлэгддэг эерэг электрод, анод гэж нэрлэгддэг сөрөг электрод, дамжуулагч уусмал электролит.
Зайг цэнэггүй болгох үед анод нь электролитээр дамжуулан катод руу электрон ялгаруулж, эерэг ион солилцдог. Цэнэглэх үед хөдөлгөөн өөрчлөгддөг.
Тиймээс үйл ажиллагааны зарчим нь "хар тугалга" батерейныхтай адил хэвээр байгаа бөгөөд энд электродын хар тугалга ба хар тугалганы исэл нь бага зэрэг сараана, бал чулууны анод агуулсан кобальт ислийн катодоор солигддог. Үүний нэгэн адил хүхрийн хүчил эсвэл усан ванн нь литийн давсны электролит руу шилждэг.
Өнөөдөр хэрэглэж буй электролит нь шингэн хэлбэрээр байгаа боловч судалгаа нь хатуу, аюулгүй, удаан эдэлгээтэй электролит руу шилжиж байна.
Ашиг тус
Сүүлийн 20 жилийн хугацаанд яагаад лити-ион батерей бусад бүх хүмүүсийг орлож чадсан бэ?
Хариулт нь энгийн. Энэхүү батерей нь маш сайн эрчим хүчний нягтралыг хангадаг тул хар тугалга, никельтэй харьцуулахад жин хэмнэдэг ...
Эдгээр батерейнууд нь харьцангуй бага өөрийгөө цэнэглэдэг (сард хамгийн ихдээ 10%), засвар үйлчилгээ шаарддаггүй, санах ойд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.
Эцэст нь, хэрэв тэдгээр нь хуучин батерейны технологиос илүү үнэтэй бол литийн полимерээс (Li-Po) хямд бөгөөд лити фосфатаас (LiFePO4) илүү үр ашигтай хэвээр байна.
дутагдлууд
Гэсэн хэдий ч лити-ион батерей нь тийм ч тохиромжтой биш бөгөөд ялангуяа бүрэн цэнэггүй бол эсийн гэмтэл илүү их байдаг. Тиймээс эд хөрөнгөө хурдан алдахгүйн тулд тэдгээрийг хавтгайрахыг нь хүлээхгүйгээр ачаалах нь дээр.
Юуны өмнө батерей нь аюулгүй байдалд ноцтой эрсдэл учруулж болзошгүй юм. Зай хэт ачаалалтай эсвэл -5 хэмээс доош унах үед лити нь электрод бүрээс дендритээр дамжин хатуурдаг. Анод ба катодыг дендритээр нь холбоход зай нь галд автаж, дэлбэрч болно. Nokia, Fujitsu-Siemens эсвэл Samsung-тай холбоотой олон тохиолдол бүртгэгдсэн, дэлбэрэлтүүд онгоцонд ч гарсан тул өнөөдөр литийн ион батерейг үүрэнд авч явахыг хориглодог бөгөөд бүхээгт суух нь ихэвчлэн эрчим хүчний хувьд хязгаарлагдмал байдаг (дээр хориглосон). 160 Вт цаг ба 100-аас 160 Вт цаг хүртэл зөвшөөрнө).
Тиймээс энэ үзэгдэлтэй тэмцэхийн тулд үйлдвэрлэгчид батерейны температурыг хэмжих, хүчдэлийг зохицуулах, хэвийн бус байдлын үед таслагчийн үүрэг гүйцэтгэх чадвартай цахим хяналтын системийг (BMS) нэвтрүүлсэн. Хатуу электролит эсвэл полимер гель нь асуудлыг тойрч гарах хэтийн төлөвийг судалж үздэг.
Мөн хэт халалтаас зайлсхийхийн тулд батерейны цэнэглэлт сүүлийн 20 хувиар удааширдаг тул цэнэглэх хугацааг зөвхөн 80% гэж сурталчилдаг ...
Гэсэн хэдий ч өдөр тутмын хэрэглээнд зориулагдсан маш практик лити-ион батерей нь эхлээд одон орны хэмжээний цэвэр ус шаарддаг литийг олборлож, ашиглалтын хугацаа дуусахад дахин боловсруулснаар байгаль орчинд маш их нөлөө үзүүлдэг. Гэсэн хэдий ч дахин боловсруулах буюу дахин ашиглах нь жилээс жилд нэмэгдэж байна.
Лити ионы ирээдүй юу вэ?
Бохирдол багатай, удаан эдэлгээтэй, үйлдвэрлэхэд хямд, аюулгүй өөр технологи руу чиглэсэн судалгаа улам бүр нэмэгдэж байгаа тул лити-ион батерей нь боломжит хэмжээнд хүрсэн үү?
Гурван жилийн турш арилжааны чиглэлээр ажиллаж байгаа лити-ион батерей нь эцсийн үгээ хэлээгүй бөгөөд хөгжүүлэлт нь эрчим хүчний нягтрал, цэнэглэх хурд эсвэл аюулгүй байдлыг сайжруулсаар байна. Бид үүнийг олон жилийн турш, ялангуяа моторт хоёр дугуйт тээврийн хэрэгслийн салбарт харсан бөгөөд 5 жилийн өмнө скутер ердөө тавин километрийн зайд байсан бол зарим мотоцикль одоо 200 гаруй хүрээний терминалыг давж байна.
Хувьсгалын амлалтууд нь Нава нүүрстөрөгчийн электрод, Jenax эвхэгддэг батерей, NGK дахь 105 ° C ажиллах температур зэрэг легионууд юм ...
Харамсалтай нь судалгаа нь ихэвчлэн ашигт ажиллагаа, үйлдвэрлэлийн зайлшгүй шаардлагын хатуу ширүүн бодит байдалтай тулгардаг. Альтернатив технологи, ялангуяа хүлээгдэж буй лити-агаар, лити-ион, ялангуяа жин, хөлийн хэмжээг багасгах нь чухал шалгуур болох цахилгаан хоёр дугуйт дугуйт ертөнцөд гэрэлт ирээдүйтэй хэвээр байна.
