Litiumion-eller Li-Ion-batterier er en type oppladbart batteri som brukes i mange applikasjoner, men oftest i elektronikkindustrien. Li-Ion-batterier gir bærbar strøm, som driver elektroniske gadgets som mobiltelefoner, bærbare datamaskiner og tabletter. Li-Ion-batterier brukes også til å levere energi til medisinsk utstyr, elektriske kjøretøy og elektroverktøy.

Litium Er den primære kilden Til Li-Ion batteripakker, da Den er mer stabil og sikrere i lading og utladning av energi sammenlignet med andre mineraler.

bortsett fra elektronikkindustrien er litium et stiftmineral i gruvedrift, produksjon, energilagring og mange andre. På grunn Av sin mange industribruk kan Ikke Betydningen Av Litiumionbatterier overvurderes: det er ganske mulig en av de mest avgjørende utviklingene i den moderne verden, uten hvilken Det 21.århundre ikke ville vært mulig.

Litium-Ion: En Kort Historie

Litiumionbatteriet har sin begynnelse på 1970-tallet, Da Britisk kjemiker M. Stanley Whittingham foreslo å lage en energilagringsenhet ved hjelp av litiumceller. De første litiumbatteriene brukte litium-og titan(IV) sulfidmetaller som, mens de var i drift, var upraktiske på grunn av titan (IV) suflides dyre produksjonskostnader (titansulfidmetaller koster rundt $ 1000 tilbake på 70-tallet), for ikke å nevne giftige biprodukter når de ble utsatt for hydrogensulfidforbindelser.gjennom det meste av 70-og 80-tallet var ulike forskere og ingeniører pionerer og perfeksjonerte litiumbatteriet. I 1979, forskere John Goodenough, Ned A. Godshall et.al., Og Koichi Mizushima, i separate forsøk, skapt Og perfeksjonert Litium Kobolt Dioxide, Eller LiCoO2. Dette batteriet banet vei for nye oppladbare batterier som ble grunnlaget for utviklingen Av Litiumionbatteriet i 1985, da Akira Yoshino satte sammen et prototypebatteri som brukte både litium-ioner og litium-koboltdioksid som batteriets elektroder.I 1991 begynte Japanske Selskaper Asahi Kasei og Sony å masseprodusere litiumionbatteriet og bruke det på mange av sine elektroniske produkter, med flere forskere og ingeniører som perfeksjonerte teknologien gjennom 90-tallet og frem til i dag. I 2019 ble Forskerne Stanley Whittingham, Akira Yoshino og John Goodenough tildelt Nobelprisen i kjemi, spesielt for deres arbeid i utviklingen Av Li-Ion-batterier.

Li-Ion Batterisammensetning

Li-Ion-batterier kommer i forskjellige typer, Men de består vanligvis av følgende komponenter:

• Katode eller den positive elektroden: kilde til litiumioner som bestemmer batterikapasitet og spenning
• Anode eller den negative elektroden: Seksjon som lagrer og frigjør ioner gjennom en ekstern enhet
• elektrolytt: Medium Som Transporterer ioner mellom katoden og anoden
• separator: Barriere som forhindrer at katoden og anoden kommer i kontakt med hverandre

Disse hovedkomponentene må være tilstede I Et Li-Ion-batteri for å fungere skikkelig.

Bærbare Kraftpakker

som nevnt ovenfor, oppladbare li-ion-batterier gir bærbar strøm som driver elektronikk gadgets. Li-ion-batterier er lette og kan gjøres mindre enn andre batterityper som gjør dem praktisk å bære rundt.

Uavbrutt Strømforsyning (UPS)

Li-ion-batterier gir nødstrøm i tilfelle strømbrudd eller svingning. Kontorutstyr som datamaskiner, SAMT IT-servere, må fortsette å kjøre i tilfelle strømbrudd for å forhindre tap av data. Reservestrøm er også nødvendig i medisinsk eller helsesektoren for å garantere konsekvent strømforsyning til livreddende medisinsk utstyr.

Elektriske Kjøretøy

bilindustrien stiller et behov for li-ion batteripakker for å gi strømkilde for elektriske, hybrid eller plug-in hybrid elektriske biler. Som li-ion batteri kan lagre store mengder energi og kan lades mange ganger, de tilbyr bedre ladekapasitet og lengre levetid.

Marine Kjøretøy

Li-ion-batterier fortsetter å fremstå som et alternativ til bensin-og blybatterier i å drive arbeid eller slepebåter og fritidsbåter som fartbåter og yachter. Li-ion-batterier gir stille og effektiv strømkilde og kan også brukes til å gi strøm til apparater inne i båten eller båten mens den er på kaien.

Personlig Mobilitet

Litiumionbatterier brukes i rullestoler, sykler, scootere og andre mobilitetshjelpemidler for personer med funksjonshemming eller mobilitetsbegrensninger. I motsetning til kadmium-og blybatterier inneholder litium-ion-batterier ingen kjemikalier som kan forårsake ytterligere skade på en persons helse.

Solenergilagring

Li-ion-batterier brukes også til lagring av solenergi i solcellepaneler, da De kan lades raskt. De er lettere, mer kompakte og kan holde høyere mengder energi sammenlignet med blybatterier.

ovennevnte applikasjoner er bare noen av de mange bruksområdene til litium-ion-batterier. Ettersom litiumionbatterier er kompakte, bærbare og utstyrt med hurtiglading og stor lagringskapasitet, vil etterspørselen etter litiumionbatterier forbli eller kan til og med øke i fremtiden.

Sikkerhets-Og Miljøfarer For Li-Ion-Batteriet

Til tross for utbredt bruk og energieffektiv lagring, Er Li-Ion-batteriet ikke perfekt; det kan være en sikkerhetsfare hvis produsert, brukt og lagret feil. Fordi batteriet inneholder brannfarlige elektrolytter, Har Li-Ion-batterier en tendens til å bli trykket til eksploderingspunktet hvis de tåler strukturelle skader. Når de lades for raskt, Kan Li-Ion-batterier også risikere kortslutning og forårsake eksplosjon.

på grunn av dette, og på grunn av sin utbredte bruk i de fleste kommersielle produkter, er sikkerhetsstandarder og sikkerhetstesting Av Li-Ion-batterier mye strengere enn andre typer batterier. De brennbare elektrolyttene som finnes I Li-Ion-batterier betyr at feil produksjon kan føre til ofte katastrofale resultater.

Li-Ion-batterier er også utsatt for skade når de lades utover spenningsgrensene. Normalt har Et Li-Ion-batteri et spenningsområde på mellom 2,5 og 3,65 volt (eller opptil 4,35 V avhengig av cellens sammensetning). Overskridelse av denne spenningen på grunn av feil lading kan føre til for tidlig aldring av batteriets celler, noe som i beste fall betyr at batteriet lagrer energi mindre effektivt, eller i verste fall fører til at de reaktive komponentene i cellene eksploderer.

når de lagres for lenge, Kan Li-Ion-batterier også nedbrytes for tidlig, noe som betyr at Det ikke vil kunne nå sitt normale spenningsområde når det endelig brukes. Dette utgjør en risiko fordi det løper sjansene for å bli overladet til tross for at brukeren følger pakkeinstruksjoner for lading.

Selv Om Li-Ion-batterier bruker «mindre giftige» metaller som jern, nikkel, kobber og kobolt( og er kategorisert som sådan), kan deres produksjon og deponeringsmetode fortsatt utgjøre en betydelig fare for miljøet.

mens de metalliske komponentene I Li-Ion-batterier er resirkulerbare, og er til og med trygge for både forbrenning og deponier, er det en lang og kostbar prosess å gjenbruke dem for gjenbruk og reproduksjon i andre produkter, noe som igjen fører til at produsentene unngår resirkulering og i stedet bare min nye komponenter.Inntil store forbedringer er pionerer i produksjonen Av Li-Ion-batterier, vil de alltid utgjøre en trussel mot miljøet: det tar 67 megajoule energi for å skape et enkelt kilo Li-Ion.

Fremtiden For Li-Ion-Batteri

selv om nå mer enn 50 år gammel, Er Li-Ion-batteriet fortsatt stadig bedre: forskere er kontinuerlig skyve grensene og grensene for dagens Li-Ion-teknologi ved å eksperimentere med nye måter å kombinere elektrolytter, anoder og katoder for å skape et batteri som er i stand til å er mer energieffektiv, mer kostnadseffektiv og mye tryggere enn dagens form.Fra å bruke relativt billigere (men sikrere) materialer som Silisium og Vanadiumoksider for å skape ‘nanostrukturer’ i cellene for å skape mer overflateareal, tenker forskere på nye måter å forbedre dagens Li-Ion-batterier energikapasitet og sikkerhetstiltak.