Mitä ovat litiumparistot ja miten ne toimivat?

Mitä litiumioniakut ovat, mistä ne on valmistettu ja mitä etuja niillä on muihin akkujen säilytystekniikoihin verrattuna?

Litiumakkuja, joita Sony esitteli ensimmäisen kerran 1970-luvulla ja valmisti kaupallisesti vuonna 1991, käytetään nykyään matkapuhelimissa, lentokoneissa ja autoissa.Huolimatta useista eduista, jotka ovat johtaneet niiden kasvavaan menestykseen energiateollisuudessa, litiumioniakuilla on joitain haittoja, ja ne herättävät paljon keskustelua.

Mutta mitä litiumparistot tarkalleen ottaen ovat ja miten ne toimivat?

Mistä litiumparistot on tehty?

Litiumparisto koostuu neljästä avainkomponentista.Siinä on katodi, joka määrittää akun kapasiteetin ja jännitteen ja on litiumionien lähde.Anodi mahdollistaa sähkövirran kulkemisen ulkoisen piirin läpi ja kun akku ladataan, litiumioneja varastoidaan anodiin.

Elektrolyytti muodostuu suoloista, liuottimista ja lisäaineista, ja se toimii litiumionien kanavana katodin ja anodin välillä.Lopuksi on erotin, fyysinen este, joka pitää katodin ja anodin erillään.

Litiumparistojen plussat ja miinukset

Litiumakuilla on paljon suurempi energiatiheys kuin muilla akuilla.Niissä voi olla jopa 150 wattituntia (WH) energiaa kilogrammaa (kg) kohden verrattuna nikkelimetallihydridiakkuihin 60-70WH/kg ja lyijyhappoakkuihin 25WH/kg.

Niillä on myös alhaisempi purkausnopeus kuin muilla, ja ne menettävät latauksestaan ​​noin 5 % kuukaudessa verrattuna nikkelikadmium-akkuihin (NiMH), jotka menettävät 20 % kuukaudessa.

Litiumparistot sisältävät kuitenkin myös syttyvää elektrolyyttiä, joka voi aiheuttaa pienen mittakaavan tulipalon.Juuri tämä aiheutti surullisen Samsung Note 7 -älypuhelimen palamisen, mikä pakotti Samsungin siihenromun tuotantoja menettää 26 miljardia dollaria markkina-arvosta.On huomattava, että näin ei ole tapahtunut suurikokoisille litiumakuille.

Litiumioniakut ovat myös kalliimpia valmistaa, koska voivatmaksaa melkein40 % enemmän tuotantoa kuin nikkelikadmiumparistot.

Kilpailijat

Litium-ion kohtaa kilpailuauseita vaihtoehtoisia akkutekniikoita,joista suurin osa on kehitysvaiheessa.Yksi tällainen vaihtoehto on suolavedellä toimivat akut.

Aquion Energyn kehittämä, ne on muodostettu suolavedestä, mangaanioksidista ja puuvillasta, jotta saadaan aikaan jotain, joka on valmistettu käyttämällä "runsaita, myrkyttömiä materiaaleja ja nykyaikaisia ​​edullisia valmistustekniikoita".Tämän vuoksi ne ovat ainoita akkuja maailmassa, jotka ovat kehdosta kehtoon -sertifioituja.

Kuten Aquionin tekniikka,AquaBatteryn "Blue Battery" käyttää suolan ja makean veden sekoitustavirtaa kalvojen läpi varastoimaan energiaa.Muita mahdollisia akkutyyppejä ovat Bristol Robotics Laboratoryn virtsakäyttöiset akut jaUniversity of California Riverside'slitiumioniakku, joka käyttää anodina hiekkaa grafiitin sijaan, mikä johtaa akun, joka on kolme kertaa tehokkaampi kuin alan standardi.