Μια επισκόπηση των μπαταριών πολυμερών λιθίου και πώς γίνονται μια συνηθισμένη μπαταρία.

Μια επισκόπηση των μπαταριών πολυμερών λιθίου και πώς γίνονται μια συνηθισμένη μπαταρία.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υπάρχουν εδώ και 40 χρόνια και εξακολουθούν να αντιπροσωπεύουν την πιο δημοφιλή επιλογή μπαταρίας με πολλούς τρόπους, από smartphone έως ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Το λίθιο έχει ιδιότητες που το καθιστούν ιδανικό για χρήση σε τέτοιες εφαρμογές, αλλά ένα μειονέκτημα είναι ότι δεν θεωρείται ασφαλές για εισπνοή και πρέπει να απορριφθεί σωστά. Μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση θα μπορούσε να είναι οι μπαταρίες πολυμερών λιθίου που είναι ασφαλέστερες, φιλικές προς το περιβάλλον και μπορούν να κατασκευαστούν με διαφορετικές ενώσεις από τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Αυτοί οι νέοι τύποι μπαταριών θα κάνουν το ντεμπούτο τους το 2020 για ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αλλά πιθανότατα θα αρχίσουν να εμφανίζονται σε όλη τη βιομηχανία μέχρι το 2025.

Επί του παρόντος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι η πιο δημοφιλής επιλογή για εμπορικές εφαρμογές επειδή είναι:

1. Η υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από όλες τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες.

2. Πολύ ελαφρύ και μικρό δεδομένης της χωρητικότητάς τους. Για παράδειγμα, μια τυπική μπαταρία smartphone ζυγίζει 20 g, αλλά έχει χωρητικότητα περίπου 6Ah και 1000mAh. 3. Δυνατότητα φόρτισης με διαφορετικούς τρόπους (π.χ. ενσύρματα, ηλιακά), ώστε η φόρτιση να είναι ευέλικτη 4. Έχουν την υψηλότερη πυκνότητα ισχύος που σημαίνει ότι μπορούν να παρέχουν υψηλά ρεύματα διατηρώντας παράλληλα μια λογική τάση 5. Μεγάλη διάρκεια ζωής - χρειάζονται περίπου 400- 500 κύκλοι για να φτάσετε στο 50% της χωρητικότητας

Ωστόσο, υπάρχουν και ορισμένα μειονεκτήματα:

1. Η χημεία και η κατασκευή ήταν πολύ ακριβές.

2. Δεν είναι φιλικά προς το περιβάλλον λόγω των τοξικών αποβλήτων που δημιουργούν καθώς και της διάθεσής τους.

3. Δεν έχουν καλό ιστορικό ασφάλειας σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες - πιάνουν πιο εύκολα φωτιά, εκρήγνυνται κ.λπ.

4. Μπορεί να καταστραφεί ιδιαίτερα σε περίπτωση ανακύκλωσης βαθιάς εκφόρτισης - οι ξαφνικές πτώσεις της τάσης μπορεί να τις καταστρέψουν

5. Τα ενεργά υλικά είναι εύφλεκτα στην ξηρή τους μορφή και εκρηκτικά στην ανοδική τους μορφή.

6. Δεν μπορούν να επαναφορτιστούν όπως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου

Ωστόσο, αυτοί οι νέοι τύποι μπαταριών θα μπορούσαν να αλλάξουν όλα αυτά με:

1. Είναι κατασκευασμένο από ασφαλέστερα υλικά (φωσφορικό λίθιο και θείο λίθιο)

2. Χρησιμοποιώντας μια ασφαλέστερη μέθοδο κατασκευής - η κάθοδος είναι κατασκευασμένη από πολυμερές αντί για μέταλλο και περιέχεται σε πλαστική θήκη για να εξασφαλίσει ένα ασφαλές περιβάλλον για την μπαταρία (σημείωση: αυτό σημαίνει επίσης ότι μπορεί να ανακυκλωθεί πιο γρήγορα από τα παραδοσιακά ιόντα λιθίου μπαταρίες)

3. Έχοντας πολύ χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα - 30-45 Wh/kg έναντι 200Wh/kg για τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου

4. Έχει πολύ χαμηλή χωρητικότητα - 0.8-1Ah/kg έναντι 5-10Ah/kg για τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου

5. Έχει πολύ χαμηλή πυκνότητα ισχύος - 0.01 Wh/kg έναντι 5 Wh/kg για τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου

6. Είναι φιλικό προς το περιβάλλον: η κάθοδος είναι κατασκευασμένη από φωσφορικό σίδηρο που μπορεί να ανακυκλωθεί και ο ηλεκτρολύτης είναι μια πιο φιλική προς το περιβάλλον έκδοση του πολυμερούς λιθίου