Litiumioniakku on yleisimmin käytetty ladattavien akkujen kemia nykyään, joka käyttää virtaa jokapäiväisiin laitteisiin, kuten matkapuhelimiin ja sähköajoneuvoihin. Se koostuu yhdestä tai useammasta litiumionikennosta, joista jokainen on varustettu suojaavalla piirilevyllä. Näistä kennoista tulee paristoja, kun ne on asennettu laitteeseen, jossa on suojapiirilevy.
Mitkä ovat litiumioniakun komponentit?
Litiumionikenno koostuu useista olennaisista komponenteista:
- Elektrodit: Nämä ovat kennon varautuneet päät, yksi positiivinen (katodi) ja yksi negatiivinen (anodi), molemmat liitettynä virrankeräjiin.
- elektrolyyttitasapainon: Tämä on joko nestettä tai geeliä, joka helpottaa sähkön johtamista solussa.
- Nykyiset keräilijät: Jokaisessa elektrodissa on johtavat kalvot, jotka liittyvät kennon liittimiin. Nämä liittimet välittävät sähkövirtaa akun, sen käyttämän laitteen ja akkua syöttävän energialähteen välillä.
- erotin: Huokoinen polymeerikalvo, joka erottaa elektrodit ja mahdollistaa litiumionien vaihdon niiden välillä.
Lue myös: Uusiutuvan energian vallankumous: Sugar Battery asettaa uudet standardit energian varastoinnissa
Kuinka litiumionikenno toimii?
Litiumioniakun sisällä, litiumionit (Li+) käyvät läpi sisäistä liikettä katodin ja anodin välillä. Samanaikaisesti elektronit liikkuvat vastakkaiseen suuntaan ulkoisen piirin läpi. Tämä siirtoprosessi on perusmekanismi, jolla akku antaa sähköä laitteelle, johon se on kytketty.
Akun purkausvaiheen aikana anodi vapauttaa litiumioneja katodille, mikä johtaa elektronivirran syntymiseen, joka edistää kytketyn laitteen virtaa.
Kääntäen, kun akku on lataustilassa, päinvastainen prosessi avautuu, katodi vapauttaa litiumioneja, jotka anodi sitten hyväksyy.
Katso myös: Mikä on litiumrautafosfaatti (LiFePO4)?
Mitkä ovat litiumioniakkujen sovellukset?
Litium-ioni-akkuja on saatavana eri kokoisina ja kokoonpanoina, mikä tekee niistä monipuolisia erikokoisten ja -tyyppisten järjestelmien virtalähteenä. Tässä on joitain merkittäviä Lithium-ion-akkujen käyttötapoja:
1. Virranvarmistus- ja hätäratkaisut: Litiumioniakut tarjoavat nopean varavirran hätätilanteissa, mikä mahdollistaa tärkeiden laitteiden turvallisen sammutuksen tai jatkuvan käytön kriittisissä tilanteissa. Niitä käytetään laajasti tietokoneissa, viestintäjärjestelmissä ja lääketieteellisessä tekniikassa.
2. Aurinkoenergian varastointi: Nämä akut ovat erinomainen valinta aurinkoenergian varastointiin nopean latauskyvyn ansiosta. Tämä maksimoi potentiaalin aurinkoenergian varastointiin ja mahdollistaa maksimaalisen energian talteenoton auringonvalosta.
3. Kannettavat virtalähteet: Nykypäivän kulutuselektroniikkaympäristössä ladattavat litiumioniakut tarjoavat virtaa monenlaisille laitteille, kuten matkapuhelimille, Bluetooth-kaiuttimille, kannettaville tietokoneille, digitaalikameroille ja taskulampuille. Tämän monipuolisuuden ansiosta voimme käyttää näitä vempaimia kätevästi missä ja milloin tahansa.
4. Sähköajoneuvot ja liikkuvuus: Litiumioniakkukäyttöisillä ajoneuvoilla on ratkaiseva rooli ajoneuvojen päästöjen aiheuttaman ympäristön saastumisen vähentämisessä. fossiiliset polttoaineet. Luottamalla näihin akkuihin sähköautot vähentävät merkittävästi saastumista ja auttavat minimoimaan hiilijalanjälkemme.
Katso myös: Mikä on suljettu (SMF) akku?
Mitkä ovat litiumioniakkujen edut ja haitat?
Litiumioniakut (LIB) ovat saamassa nopeasti suosiota ja korvaavat perinteiset akkutyypit. Näiden akkujen suorituskyvyn maksimoimiseksi on tärkeää ymmärtää sekä niiden edut että haitat.
Litiumioniakun edut
1. Korkea energiatiheys: LIB:illä on huomattava energiatiheys, mikä mahdollistaa pidennetyn virransyötön keston latausten välillä ja mukautuu erilaisiin muototekijöihin.
2. Alhainen itsepurkausnopeus: LIB:t ovat huomattavan alhaisia itsepurkautumisnopeus verrattuna muihin akkutyyppeihin. Ensimmäisten 4 tunnin aikana itsepurkautuminen on noin 4.5 %, minkä jälkeen se laskee vain 1-2 prosenttiin kuukaudessa.
3. Vähäinen huolto: LIB:t vaativat vain vähän huoltoa, mikä eliminoi säännöllisten lisäysten (yleistä lyijyakuissa) tai purkamisjaksojen tarpeen (kuten näkyy nikkeli-kadmium akut).
4. Monipuoliset koot: LIB:itä on saatavilla laajassa valikoimassa kokoja, joten ne sopivat erilaisiin sovelluksiin pienistä älykelloista ja matkapuhelimista sähköajoneuvoihin, sähkötyökaluihin ja ilmailuteknologiaan.
5. Korkea jännite: LIB:t ylläpitävät tasaista 3.6 voltin jännitettä koko purkausjakson ajan, mikä mahdollistaa suuremman jännitteen tuotannon solua kohden, mikä voi tyydyttää älypuhelimien kaltaisten laitteiden energiantarpeen.
Lue myös: 8 parasta ladattavaa akkua aurinkolamppuihin
Litiumioniakun huonot puolet
1. Akunhallintajärjestelmän vaatimus: LIB:t vaativat integroidun suojapiirin turvallisen toiminnan takaamiseksi ja suojaavat ylilataukselta ja syväpurkaukselta.
2. Ikääntyminen: LIB:t kokevat ikääntymisen, mikä ei riipu pelkästään ajasta vaan myös lataus-purkausjaksojen määrästä. Vanheneminen tapahtuu riippumatta siitä, käytetäänkö paristoja aktiivisesti.
3. Kustannukset: LIB-akkujen valmistus on tyypillisesti 40 % kalliimpaa kuin nikkelikadmiumparistojen valmistus. Tämä kohonnut hinta voi nostaa massatuotannon kulutustavaroiden, mukaan lukien sähköajoneuvojen, kokonaishintaa.
4. Ympäristövaikutukset: Litiumin uuttamisella ja LIB:n valmistusprosessilla on kielteisiä ympäristövaikutuksia. Lisäksi LIB:t sisältävät myrkyllisiä metalleja, kuten nikkeliä, kobolttia ja magnesiumia, mikä lisää ympäristöongelmia.
Täytyy lukea: Lyijy-happo vs litiumioniakut – kumpi on parempi?
