Li-Ion Batterie
Inhalt
Lithium Ion Batterie oder Lithium Ion Batterie ass eng Zort Lithium Batterie
Entstanen Technologien fir E-Mobilitéit
Smartphones, Bordkameraen, Dronen, Power Tools, Elektromotorrieder, Scooter ... Lithium Batterien sinn haut an eisem Alldag iwwerall an hunn vill Gebrauch revolutionéiert. Mee wat bréngen se eigentlech a kënne se sech nach entwéckelen?
Geschicht
Et war an den 1970er Joren datt d'Lithium-Ion Batterie vum Stanley Whittingham agefouert gouf. D'Aarbecht vun deem leschte gëtt vum John B. Goodenough an dem Akiro Yoshino 1986 weidergefouert. Eréischt 1991 huet Sony déi éischt Batterie vu senger Aart um Maart lancéiert an eng technologesch Revolutioun ugefaangen. Am Joer 2019 goufen dräi Co-Erfinder mam Nobelpräis an der Chimie ausgezeechent.
Wéi heescht et schaffen?
Eng Lithium-Ion Batterie ass tatsächlech e Pak vu verschiddene Lithium-Ion Zellen déi elektresch Energie späicheren an zréckginn. Eng Batterie baséiert op dräi Haaptkomponenten: eng positiv Elektrode, eng Kathode genannt, eng negativ Elektrode, genannt Anode, an en Elektrolyt, eng konduktiv Léisung.
Wann d'Batterie entlaascht ass, emittéiert d'Anode Elektronen duerch den Elektrolyt an d'Kathode, déi am Tour positiv Ionen austauscht. D'Bewegung ännert sech beim Laden.
Dofir bleift de Prinzip vun der Operatioun d'selwecht wéi fir d'"Lead" Batterie, ausser datt hei d'Blei- a Bleioxid vun den Elektroden duerch eng Kobaltoxid-Kathode ersat ginn, déi eng kleng Lilie an eng Grafitanode enthält. Och Schwefelsäure oder Waasserbad mécht Plaz fir en Elektrolyt vu Lithiumsalze.
Den Elektrolyt, deen haut benotzt gëtt, ass a flësseg Form, awer d'Fuerschung beweegt sech op eng zolidd, méi sécher a méi haltbar Elektrolyt.
Virdeeler
Firwat huet d'Lithium-Ion Batterie all aner an de leschten 20 Joer ersat?
D'Äntwert ass einfach. Dës Batterie liwwert eng exzellent Energiedicht a liwwert dofir déiselwecht Leeschtung fir Gewiicht ze spueren am Verglach mat Bläi, Néckel ...
Dës Akkuen hunn och relativ niddereg Self-Offlossquantitéit (maximal 10% pro Mount), Ënnerhalt-gratis an hunn keen Erënnerung Effekt.
Endlech, wa se méi deier sinn wéi eeler Batterietechnologien, si si méi bëlleg wéi Lithium Polymer (Li-Po) a bleiwen méi effizient wéi Lithiumphosphat (LiFePO4).
Defiziter
Wéi och ëmmer, Lithium-Ion-Batterien sinn net ideal a besonnesch, hu méi Zellschued wann se komplett entlaascht sinn. Dofir, fir datt se hir Eegeschafte net ze séier verléieren, ass et besser se ze lueden ouni ze waarden bis se flaach ginn.
Als éischt kann d'Batterie sérieux Sécherheetsrisiken stellen. Wann d'Batterie iwwerlaascht ass oder ënner -5 ° C fällt, verstäerkt Lithium duerch Dendriten vun all Elektrode. Wann d'Anode an d'Kathode duerch hir Dendriten verbonne sinn, kann d'Batterie Feier fänken an explodéieren. Vill Fäll goufe mat Nokia, Fujitsu-Siemens oder Samsung gemellt, Explosiounen sinn och op Fligeren geschitt, sou datt et haut verbueden ass eng Lithium-Ion Batterie an der Hal ze droen, an d'Bordnung an der Kabine ass dacks a punkto Kraaft limitéiert (verbueden uewen 160 Wh an ënnerleien der Erlaabnes vun 100 bis 160 Wh).
Also, fir dëst Phänomen ze bekämpfen, hunn d'Fabrikanten elektronesch Kontrollsystemer (BMS) implementéiert, déi fäeg sinn d'Batterietemperatur ze moossen, d'Spannung ze regelen an als Circuit Breaker am Fall vun enger Anomalie ze handelen. Solid Elektrolyt oder Polymergel sinn och Perspektiven exploréiert fir de Problem ze ëmgoen.
Och, fir Iwwerhëtzung ze vermeiden, gëtt d'Batterieladung iwwer déi lescht 20 Prozent verlangsamt, sou datt d'Opluedzäit dacks nëmme bei 80% ugekënnegt gëtt ...
Wéi och ëmmer, eng héich praktesch Lithium-Ion-Batterie fir den alldeegleche Gebrauch huet e groussen Impakt op d'Ëmwelt, fir d'éischt andeems Lithium extrahéiert gëtt, wat eng astronomesch Quantitéit u frësch Waasser erfuerdert, an et dann um Enn vu sengem Liewen recycléiert. Wéi och ëmmer, d'Recycling oder d'Wiederverwendung geet vu Joer zu Joer erop.
Wat ass d'Zukunft vum Lithium-Ion?
Wéi d'Fuerschung ëmmer méi Richtung alternativ Technologien beweegt déi manner verschmotzt, méi haltbar, méi bëlleg ze fabrizéieren oder méi sécher sinn, huet d'Lithium-Ion Batterie säi Potenzial erreecht?
D'Lithium-Ion Batterie, déi fir dräi Joerzéngte kommerziell geschafft huet, huet säi leschte Wuert net gehat, an d'Entwécklunge verbesseren d'Energiedicht, d'Ladegeschwindegkeet oder d'Sécherheet weider. Mir hunn dat iwwer d'Jore gesinn, besonnesch am Beräich vun motoriséierten zwee-Rad Gefierer, wou de Scooter nëmmen ongeféier fofzeg Kilometer viru 5 Joer existéiert huet, e puer Motorrieder iwwerschreiden elo 200 Rangeterminalen.
D'Versprieche vun enger Revolutioun sinn och Legiounen wéi d'Nawa Kuelestoffelektrode, Jenax ausklappbar Batterie, 105 ° C Operatiounstemperatur am NGK ...
Leider ass d'Fuerschung dacks mat der haarder Realitéit vu Rentabilitéit an industrieller Imperativ konfrontéiert. Erwaardung op d'Entwécklung vun alternativ Technologie, virun allem déi erwaart Lithium-Loft, Lithium-Ion huet nach eng hell Zukunft virun, virun allem an der Welt vun elektresch Zwee-Wheelers, wou Gewiicht a Foussofdrock Reduktioun wichteg Critèren sinn.
