baterie reîncărcabilă cu litiu, sau bateriile Li-Ion sunt un tip de baterii reîncărcate care sunt utilizate în multe aplicații, dar sunt utilizate pe scară largă în telefoanele mobile, calculatoare notebook, scule electrice, Vehicule electrice, surse de alimentare de rezervă pentru luminile stradale, lumini de navigație, și mici electrocasnice.
Litiul este sursa principală pentru bateriile Li-Ion, deoarece este mai stabil și mai sigur în încărcare și descărcare a energiei în comparație cu alte minerale..
Cu excepția industriei electronice, litiul este un mineral de bază în minerit, fabricatie, Depozitarea energiei,etc.. Datorită numeroaselor sale utilizări în industrie, importanța bateriilor Litiu-Ion nu poate fi exagerată: este, destul de posibil, una dintre cele mai importante evoluții din lumea modernă, fără de care secolul XXI ar fi fost imposibil.
Istoria bateriei reîncărcabile cu litiu de 12 V
În timpul crizei petrolului din anii 1970, Stanley Whittingham, un chimist englez care lucra la acea vreme pentru Exxon mobile, a început să exploreze ideea unei noi baterii – una care s-ar putea reîncărca singură într-o perioadă scurtă de timp și poate duce la energie fără fosile într-o zi.
În prima sa încercare, a încercat să folosească disulfură de titan și litiu metalic drept electrozi, dar combinația a pus mai multe provocări, inclusiv probleme serioase de siguranță. După ce bateria a scurtcircuitat și a luat foc, Exxon a decis să oprească experimentul.
Cu toate acestea, Ioan B. Destul de bine, în prezent, profesor de inginerie la Universitatea din Texas din Austin, a avut cealaltă idee. În anii 1980, a experimentat folosind oxid de litiu cobalt ca catod în loc de disulfură de titan, care a dat roade: bateria și-a dublat potențialul energetic.
După cinci ani, Akira Yoshino de la Universitatea Meijo din Nagoya, Japonia, a făcut un alt schimb. În loc să folosiți litiu metal activ ca anod, a încercat să folosească materialul carbonic cocs de petrol, care a dus la o descoperiri revoluţionare: nu numai că noua baterie era semnificativ mai sigură fără litiu metalic, performanța bateriei a fost mai stabilă, producând astfel primul prototip al bateriei litiu-ion.
În 1991, Companiile japoneze Asahi Kasei și Sony au început să producă în masă baterie litiu-ion și să o aplice la multe dintre produsele lor electronice., cu mulți oameni de știință și ingineri perfecționând tehnologia de-a lungul anilor 90. În 2019, oamenii de știință Stanley Whittingham, Akira Yoshino, și John Goodenough au fost co-lacerați cu Premiul Nobel pentru chimie, special pentru realizarea lor în dezvoltarea bateriilor Li-Ion.
12v construcția bateriei reîncărcabile cu litiu
Bateriile Li-Ion vin în diferite tipuri, dar sunt alcătuite în general din construcţiile după cum urmează:
Catodul sau electrodul pozitiv: un colector de curent compus din oxid de litiu cobalt (sau manganat de litiu nichel cobalt, manganat de litiu, Fosfat de fier de litiu, etc.) si folie de aluminiu
Anodul sau electrodul negativ: un colector de curent compus din material carbonic grafitizat și folie de cupru
Electrolit: Mediu care transportă ioni între catod și anod
Separator: Barieră care împiedică catodul și anodul să intre în contact unul cu celălalt
Aceste construcții majore trebuie să fie prezente într-o baterie Li-Ion pentru a funcționa corect.
Pachete de alimentare portabile
După cum am menționat mai sus, acumulatorul li-ion reîncărcat oferă energie electrică portabilă care alimentează dispozitivele electronice. Bateria Li-ion este ușoară și poate fi mai mică decât alte tipuri de baterii, ceea ce le face convenabil să o luați în jur.
Alimentare neîntreruptă (UPS)
12v Baterie reîncărcabilă cu litiu aprovizionează cu energie de rezervă pentru a evita pierderea sau fluctuația energiei. Echipamente de birou, cum ar fi computerele, și servere IT, trebuie să funcționeze în continuare în caz de întrerupere a alimentării pentru a preveni pierderea datelor. Alimentarea de rezervă este, de asemenea, necesară în industria medicală sau de îngrijire a sănătății pentru a garanta alimentarea consecventă a echipamentelor medicale care salvează vieți.
Stocare de energie solară
Bateriile Li-ion sunt folosite și pentru stocarea energiei solare în panouri solare, deoarece pot fi încărcate rapid. Sunt mai ușoare, mai compact și poate păstra cantități mai mari de energie în comparație cu bateriile cu plumb acid.
Vehicule marine
Bateriile Li-ion continuă să apară ca o alternativă la bateriile pe benzină și plumb-acid în alimentarea bărcilor de lucru sau remorcherelor și a bărcilor de agrement, cum ar fi bărci cu motor și iahturi. Bateriile Li-ion nu furnizează doar o sursă de energie silențioasă și eficientă,dar poate fi folosit și pentru a furniza energie electrică pentru a fi utilizată în interiorul ambarcațiunii sau iahtului în timp ce acesta este pe andocare.
Vehicule electrice
Industria auto solicită pachete de baterii li-ion pentru a furniza sursa de energie electrică, vehicule electrice hibride sau hibride plug-in. Deoarece bateria li-ion poate stoca un număr mare de energie și poate fi reîncărcată de mai multe ori, oferă o capacitate bună de încărcare și o durată de viață mai lungă.
Aplicațiile de mai sus sunt doar câteva dintre numeroasele utilizări ale bateriilor litiu-ion. Deoarece bateriile litiu-ion sunt compacte, portabil și echipat cu încărcare rapidă și capacitate mare de stocare, necesarul de baterii litiu-ion rămâne sau poate chiar crește în viitor.
Siguranța și pericolele pentru mediu ale bateriilor Li-Ion
În ciuda utilizării pe scară largă și a stocării eficiente din punct de vedere energetic, bateria Li-Ion nu este perfectă; poate fi un pericol pentru siguranță dacă este produs, folosit, și stocate incorect. Deoarece bateria conține electroliți inflamabili, Bateriile Li-Ion au tendința de a deveni presurizate până la punctul de a exploda în cazul în care suferă orice daune structurale. Când este încărcat prea repede, Bateriile Li-Ion pot prezenta, de asemenea, riscul de scurtcircuitare și de a provoca o explozie.
Prin urmare, și datorită utilizării sale pe scară largă în multe produse comerciale, standardele de siguranță și testele de siguranță ale bateriilor Li-Ion sunt mult mai stricte decât alte tipuri de baterii. Electroliții inflamabili prezenți în bateriile Li-Ion înseamnă că producția incorectă poate duce la rezultate adesea dezastruoase.
Bateriile Li-Ion sunt, de asemenea, susceptibile de a se deteriora atunci când sunt încărcate peste limitele lor de tensiune. În general, o baterie Li-Ion are un interval de tensiune cuprins între 2.5 şi 3.65 volți (sau, până la 4,35 V în funcție de compoziția celulei). Depășirea acestei tensiuni din cauza încărcării incorecte poate duce la o îmbătrânire prematură a celulelor bateriei, care, în cel mai bun caz, înseamnă că bateria stochează energia mai puțin eficient, sau în cel mai rău caz, determină explozia componentelor reactive din celule.
Când este păstrat prea mult timp, Bateriile Li-Ion se pot degrada, de asemenea, prematur, ceea ce înseamnă că nu va putea atinge intervalul general de tensiune atunci când este utilizat în sfârșit. Acest lucru prezintă un risc, deoarece există șansele de a fi supraîncărcat, în ciuda faptului că utilizatorul urmează instrucțiunile pachetului pentru încărcare.
Chiar dacă bateriile Li-Ion folosesc metale „mai puțin toxice”, de exemplu fierul, nichel, cupru, și cobalt (și sunt clasificate ca atare), producția și modul de eliminare a acestora pot reprezenta în continuare un pericol substanțial pentru mediu.
Când componentele metalice ale bateriilor Li-Ion sunt reciclate, și sunt chiar sigure atât pentru incinerare, cât și în depozitele de gunoi, reutilizarea lor pentru reutilizare și reproducere în alte produse este un proces lung și costisitor, care, la rândul său,, îi determină pe producători să renunțe la reciclare și, în schimb, să mine doar construcții noi.
Viitorul ICR 18650
Chiar dacă acum are peste 50 de ani, bateria Li-Ion este încă în continuă îmbunătățire: oamenii de știință depășesc continuu limitele și limitele tehnologiei actuale Li-Ion experimentând noi moduri de a combina electroliții, anozi, și catozi pentru a crea o baterie mai eficientă din punct de vedere energetic, mai eficient din punct de vedere al costurilor, și mult mai sigur decât forma sa actuală.
Concluzie:
12v bateriile reîncărcabile cu litiu au fost utilizate pe scară largă în aparatele electrice portabile, cum ar fi computerele laptop, Camere, și comunicațiile mobile datorită avantajelor lor unice de performanță. Bateria litiu-ion de mare capacitate dezvoltată în prezent a fost testată în vehicule electrice și este de așteptat să devină una dintre principalele surse de energie ale vehiculelor electrice în secolul XXI, și va fi folosit în sateliți artificiali, aerospațial și stocarea energiei. Cu lipsa de energie și presiunea protecției mediului în lume. Baterii de litiu sunt acum utilizate pe scară largă în industria vehiculelor electrice, mai ales apariţia lui baterii cu litiu fier fosfat, care a promovat dezvoltarea și aplicarea industriei bateriilor cu litiu.
