Back

Литий-иондық аккумуляторлардың келешек өзгертіс бағыттары

Литий-иондық акумуляторларды түсіну

Литий-ион әкім-жүйелері көптеген қашанғы құрылғылардың артындағы энергия мекенжайы болып шыққан, смартфондар мен нотбуктерден басқа электр ауыздарына дейін. Олар пазарды алдыңғы жоғары орналасуға қол жеткізді, пазар зерттеу қорытындыларына сәйкес, 2019 жылы дамыған пазары $30 миллиардтан астам. Бұл танымалдық олардың үлкен энергия емгілігі, ұзақ өмірбапшылығы және қызметкерлігінен туындайды, оның қозғалысымен қазіргі технологияға сай әлемде қажетті болып табылады.

Литий-иондық акумуляторлардың қызмет көрсету принципі шаруашылық циклдардағы электрокемиялық реакцияларға байланысты. Шаруашылық кезінде литий иондары анодтан катодка өтеді, бұл электрондар потоғын жасайды, оның арқылы шектеулі тікелей жолмен қозғалады, әртүрлі құрылғыларды іске асыратын энергия береді. Керісінше, зарядтау кезінде литий иондары анодқа қайтарылады. Бұл қайталанатын ион қозғалысы акумуляторға энергияны қорытынды түрде сақтау мен шығару мүмкіндігін береді, бұл да әртүрлі қолданбалар үшін қажетті гибкелік пен мүмкіндіктерді ұсынады. Бұл негізгі процесстерді түсіну литий-иондық акумуляторлардың не себепті енергия сақтау технологияларында доминантты болуын анықтайды.

Литий-иондық акумуляторлардың түрлері

Әртүрлі қолданбалар үшін литий-иондық акумуляторлардың түрлерін түсіну маңызды. Литий кобальт оксиді (LCO) мысалы, акумүлаторлар қысқа энергияны жоғары деңгейде табиғаттастырған және олардың қосымшалары сияқты смартфондар мен ноутбуктар сияқты қолданушы электроникасына үшін міндетті. Бірақ, кобальттың барлығы мен реактивдігі салдарына қарағанда үлкен құны мен қауіпсіздікке қатысты қорытындылар себепті, олардың бazaar-дағы әсері кеміп жатады. Керісінше, Литий темір фосфаты (LFP) акумүлаторлар электр арбалеттерінде дамуға бастады, себебі олардың қауіпсіздігі мен ұзақ өмірі бар, олардың ұзақ жылдар өтуі мен термік стабилитеті арқылы дәлелденген.

Литий манганий тотығы (ЛМО) акумүлаторлар термік стабилитетімен белгілі болып, сондықтан олар қүршай арбалеттері мен гибрид арбалеттері үшін таңдаулар. Олардың негізгі химиясы ұлттық температураларда қауіпсіз қызмет көрсетуге мүмкіндік береді, бірақ олардың өмірі басқа литий-ион түрлеріне салыстырғанда қысқа. Литий Никкель Мангандық Кобальт (NMC) акумүлаторлары сыйлық, құны мен қауіпсіздік арасында теңсіздік береді, олардың жоғары энергиясы мен стабилитеті елестетін әрекеттерге, электр арбалеттеріне және қүршай арбалеттеріне қол жетімді.

Литий Никкель Кобальт Алюминий (NCA) аккумуляторлар өзін-өзі биік энергия саны бойынша талаптық қолданбаларда таңдалады, электр араларында, осында Tesla-да кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, Литий титанат (LTO) аккумуляторлар жылдам заряддау мен ұзақ өмірбаптылықпен берілгендерде жеңілдікпен жеткізіледі, бұл қажеттілік пен жылдам заряддауға сай болатын энергия сақтау системалары үшін мүмкіндік береді. Бұл түрлерді түсіну қажетті аккумуляторды сәйкес санайлы, коммерциялық немесе қызметкердік қажеттерге сай таңдауды қолдайды.

Литий-ионды батареялардың артықшылықтары

Литий-ион аккумуляторларының биік энергия саны басқа аккумулятор технологияларынан айрылған жерін табады, кеңірек қолданбаларға мүмкіндік береді. Энергия саны 330 ватт-сағат қилограмм (Wh/кг) шегін жеткізе алады, ол свинец-кислоттық аккумуляторларға 75 Wh/кг-ге дейінгі санмен салыстырылады, литий-ион аккумуляторлары ұзақ уақытқа сай батарея өмірі және қысқаша дизайны қажет ететін құрылғылар үшін маңызды. Бұл биік энергия саны портатив электроникаларда ұзақ пайдалану ва электр араларда ұзақ азықтықтарға сай болады, олардың кез келген технологияда маңызды рөлін көрсетеді.

Литий-иондық акумуляторлар әріп және кіші дизайнмен танысады, бұл оларды қуыршақ құрылғылар үшін ідеалды етеді. Олардың әріп табысы салыстырмаға дейін құрылғы жасушыларға қабатты және қуыршақ құрылғыларды өзгертуге мүмкіндік береді, бірақ қызметтерді қосымша етпейді. Мисалы, Tesla Model S-те пайдаланылатын электр арбалеттердегі акумулятор блоктары, әдетте шинжек-сурьмянық акумуляторлар сияқты қосымша емдеу үшін екі есе артық салмақтан тыс болады.

Шығыс нүктелерімен берілген, литий-иондық акумуляторлар ұзақ өмірбаптыққа ие және минималды техникалық хизматтауға ие, бұл экономикалық және экологиялық пайдерге аударылады. Олар қабілеттің маңызды түбірден азайту бұрын 1000-2000 дейін толық заряд циклдерін аяқтауы мүмкін, бұл 500 циклден кейін әдетте қорытындыландыратын қалыпты акумулятор технологиясына салыстырғанда. Бұл ұзақтық ауыстыру тиімділігін азайтады, отырғызуды және бұғатталған құндарды кемиді.

Литий-иондық акумуляторлардың жылдам үшіру мүмкіндігі және төмен шынайтын өзін-өзі батыс көрсеткіштері олардың танымалдығын қосымша арттырады. Зерттеулер бұл акумуляторлардың Qualcomm'тың Quick Charge сияқты технологиялар арқылы ең азда 15 минут ішінде 50% үшіріп алғанын көрсетеді. Олар қайта қолданбасында батысты ұзақ уақыт сақтауға мүмкіндік беретін айып, ай бойына 1,5-2% болатын негізгі өзін-өзі батыс көрсеткішін сақтайды, сонымен қатар олар әртүрлі қолданбаларда қуанышты және сенімді болып табылады.

Литий-иондық акумуляторлардың мәселелері және қарағылары

Литий-иондық акумуляторлар, әдетте акумулятор технологиясына салыстырғанда бастапқы бағасы үлкен себепті, маңызды финансиялық қарағыларды ұсынады. Мисалы, литий-иондық акумуляторлар свинцовық-кисет альтернативаларына салыстырғанда бастапқы бағасы 20% дейін артық болуы мүмкін. Бастапқы инвестицияда үлкен шешімділікке қарамастан, литий-иондық акумуляторлардың ұзақ өмірі және азайтын өрnekшелендіру суреті уақыт бойынша бастапқы финансиялық шешімділікті теңдеуге мүмкіндік береді, осылайша ол ұзақ уақытта экономикалық таңдау болып табылады.

Литий-иондық акумуляторларға келесі қажеттіктер қатынасқа шығады: олардың температуралық экстремумдарға қарсы жауаптары. Зерттеулер бойынша, жоғары температура акумулятордың әмбебаптылығын зейнетпен азайтуы мүмкін, бұл табысты өмірбаянын 20% дейін кемиді деп есептеледі. Керісінше, төменгі температура энергия шығысын сыйыруға мәжбүрlep отырады және пайдалану мүмкіндігін шектейді. Сондықтан, акумуляторлардың маңыздылығы мен ұзақ өмірбаянын арттыру үшін оптималды температура шарттарын сақтау қажет.

Шығысқа қарасаң, уақыт бойы аркелу және қабілеті кеміп өту — литий-ион аккумуляторларды пайдаланушылары үшін маңызды сұрақ. Цикл тұхтасы, аккумулятор қандай да бір қабілеті кемігі болмадан өткізуге дейінгі шаруашылықтар саны ретінде анықталады, уақыт бойы кеміуді қабылдай алады. Типтік түрде, 500-ден 1000-ге дейінгі циклдердан кейін литий-ион аккумуляторлар бастапқы қабілетінің егер 80%-ын да қалдыратын болса, бұл нәтиженің азырлығы мен қажетті заманауи алмасуына себеп болуы мүмкін. Бұл қатынастық тез аркелу процесі функциясын сақтау және қызмет кезегін ұзақтастыру үшін зерттеулерге қажет.

Литий-ион аккумуляторлардың дамуы үшін келешекті жолдар

Аккумуляторлық технологиялардағы инновацияларды зерттеу әдетте lithium-ion аккумуляторлардан жақсырек пайдасы бар solid-state аккумуляторларының дамуын көрсетеді. Solid-state аккумуляторлары татاقшы солюторлары орнына тұрақты солюторларды пайдаланады, энергия қысқартуы мен қауіпсізлік қасиеттерін арттырады. Бұл дамулер электр аралардың жол асты қашықтығын және құрылғылардың қысқартылуын арттыруға, ал татапшы солюторлармен байланысты ыстамалық қателерін азайтуға мүмкіндік береді.

Энергия сақтау және транспорттың жаңа қолданбалары да көбірек мүмкіндіктер береді. Мисалы, литий-ион аккумуляторлары ғана энергиялық шеберлік ағашында қосымша болып отыр, ветер мен солар энергия системаларының интеграциясын және қызметкерлігін арттырады. Бизнес аналитиктерінің бағдарламасына сәйкес, электр арбайыздарындағы пазардың шығысқа дейін дамуы батарея технологиясындағы жаңа шығындармен байланысты. Бұл інновациялар өзгергенде, литий-ион аккумуляторлары ұстап қала енергиялық шешімдері және транспорт желілерінің ішкі бөлігіне айналады.

Литий-ион аккумулятор продукtlарын қарастыру

Литий-ион аккумулятор технологиясы әлі де дамып жатыр, әртүрлі қолданбалар үшін інновациялық шешімдерді ұсынады. Олардың ішінде, 1.5V 3500мВт·саат АА USB қайта зарядталылатын литий-ион батареялар type-C порті және көптеген қорғау мүмкіндіктері бойынша берілген табиғаттарымен айрылады, олар беспилоттық сапарлықтар мен ойын бағдарламалары сияқты ұзақ құлақты құралдар үшін ідеалды. Кеңейтілген емділік ұзақ уақыт қолдануды қамтамасыз етеді, сонымен қатар шығысқа қайта заряддау керек емес.

1.5V 3500мВт·с AA USB Жанартылатын Li-ion Батарея Type-C Қосымша

Бұл 1.5V AA аккумуляторлары Type-C порті бар 3500mWh емділікпен танымал, заряддау үшін қолайлы, және қауіпсіздікті кеңейту үшін көптеген қорғау мүмкіндіктері бар. Олар ойын бағдарламалары контроллерлері сияқты ұзақ құлақты құралдар үшін мүмкін.

Жоғары қабатты құралдар үшін 1.5V 1110mWh AAA USB заряддауы мүмкін Li-ion Аккумуляторлар басқарма панелдері және цифри камералар үшін немесе басқа қысқа қабатты құралдар үшін идеалды. Компакт дизайны мен Type-C заряддау порті бар, олар басқарма панелдері және камералар сияқты қысқа қабатты құралдарда қолдану үшін қажетті қуатты қолдауға болады.

1.5V 1110mWh AAA USB Type-C қосымша арқылы Қайта жүктеу мүмкіндігі бар Li-ion Аккумулятор

Бұл AAA аккумуляторлары 1.5V, 1110mWh емділігі бар, Type-C заряддау порті бар, басқарма панелдері және камералар сияқты қысқа қабатты құралдарда қолдану үшін қолайлы және қауіпсіз.

Соңында, 9V 4440мВт·ч USB қайта жүктеули Li-ion аккумулятор бірнеше құрылғыларға жоғары электр тартылысы талап ететін кезде пікірді қабылдайды. Оның қалыпты дизайні және Type-C қосымшасы оны қуыршақтарды анықтайтын құрылғылар мен беспроводные термостаттар сияқты үй құрылғыларына үшін қолайлы етеді. Арттырылған емдейтін негізгі жұмысқа растамалы қосымша, жоғары тартылық қолданбалар үшін қуанышты энергия шешімін береді.