Li-ion մարտկոցներ

Քիմի կողմից Թարմացվել է ` Հուլիս 9, 2022

Li-ion մարտկոցները վերալիցքավորվող մարտկոցներ են, որոնք պարունակում են լիթիումի իոններ: Դրանք օգտագործվում են ամեն ինչում՝ բջջային հեռախոսներից մինչև մեքենաներ: Բայց ինչպես են նրանք աշխատում:

Li-ion մարտկոցները էներգիա պահելու համար օգտագործում են ինտերկալացիոն գործընթաց: Այս գործընթացը ներառում է լիթիումի իոններ, որոնք շարժվում են մարտկոցի ներսում կաթոդի և անոդի միջև: Երբ լիցքավորում, իոնները շարժվում են անոդից դեպի կաթոդ, իսկ լիցքաթափվելիս՝ հակառակ ուղղությամբ։

Բայց դա ընդամենը համառոտ ակնարկ է: Եկեք ամեն ինչ ավելի մանրամասն նայենք:

Ի՞նչ է լիթիում-իոնային մարտկոցը:

Լիթիում-իոնային մարտկոցներն այսօր ամենուր են: Նրանք սնուցում են մեր հեռախոսները, Laptops, էլեկտրական մեքենաներ և այլն։ Բայց կոնկրետ որո՞նք են դրանք: Եկեք ավելի մոտիկից նայենք։

The Basics

Լիթիում-իոնային մարտկոցները կազմված են մեկ կամ մի քանի բջիջներից, պաշտպանիչ միացումից և մի քանի այլ բաղադրիչներից.

• Էլեկտրոդներ: Բջջի դրական և բացասական լիցքավորված ծայրերը: Կցված է ընթացիկ կոլեկտորներին:
• Անոդ: Բացասական էլեկտրոդ:
• Էլեկտրոլիտ. հեղուկ կամ գել, որը փոխանցում է էլեկտրական հոսանք:
• Ընթացիկ կոլեկտորներ. հաղորդիչ փայլաթիթեղներ մարտկոցի յուրաքանչյուր էլեկտրոդում, որոնք միացված են բջիջի տերմինալներին: Այս տերմինալները փոխանցում են էլեկտրական հոսանքը մարտկոցի, սարքի և էներգիայի աղբյուրի միջև, որը սնուցում է մարտկոցը:
• Տարանջատող. ծակոտկեն պոլիմերային թաղանթ, որը բաժանում է էլեկտրոդները՝ միաժամանակ մի կողմից մյուսը լիթիումի իոնների փոխանակման հնարավորություն:

Ինչպես է այն աշխատում

Երբ դուք օգտագործում եք սարք, որը սնուցվում է լիթիում-իոնային մարտկոցով, լիթիումի իոնները շարժվում են մարտկոցի ներսում անոդի և կաթոդի միջև: Միևնույն ժամանակ էլեկտրոնները շարժվում են արտաքին շղթայում: Իոնների և էլեկտրոնների այս շարժումն այն է, ինչը ստեղծում է էլեկտրական հոսանքը, որը սնուցում է ձեր սարքը:

Երբ մարտկոցը լիցքաթափվում է, անոդն ազատում է լիթիումի իոնները դեպի կաթոդ՝ առաջացնելով էլեկտրոնների հոսք, որն օգնում է սնուցել ձեր սարքը: Երբ մարտկոցը լիցքավորվում է, հակառակն է լինում՝ լիթիումի իոնները ազատվում են կաթոդից և ստացվում անոդով։

Որտեղ կարող եք գտնել դրանք:

Լիթիում-իոնային մարտկոցներն այսօր ամենուր են: Դրանք կարող եք գտնել հեռախոսներում, նոութբուքերում, էլեկտրական մեքենաներում և այլն: Այսպիսով, հաջորդ անգամ, երբ կօգտագործեք ձեր սիրելի սարքերից մեկը, պարզապես հիշեք, որ այն սնուցվում է լիթիում-իոնային մարտկոցով:

Լիթիում-իոնային մարտկոցի հետաքրքրաշարժ պատմությունը

NASA-ի վաղ փորձերը

Դեռ 60-ականներին ՆԱՍԱ-ն արդեն փորձում էր վերալիցքավորվող Li-ion մարտկոց ստեղծել: Նրանք մշակեցին CuF2/Li մարտկոց, բայց դա այնքան էլ չստացվեց:

M. Stanley Whittingham-ի բեկում

1974 թվականին բրիտանացի քիմիկոս Մ. Սթենլի Ուիթինգհեմը բեկում մտցրեց, երբ որպես կաթոդ նյութ օգտագործեց տիտանի դիսուլֆիդը (TiS2): Սա ուներ շերտավոր կառուցվածք, որը կարող էր ընդունել լիթիումի իոններ՝ առանց փոխելու իր բյուրեղային կառուցվածքը: Exxon-ը փորձեց առևտրայնացնել մարտկոցը, բայց այն չափազանց թանկ էր և բարդ: Բացի այդ, այն հակված էր բռնկվելու՝ բջիջներում մետաղական լիթիումի առկայության պատճառով:

Godshall, Mizushima և Goodenough

1980 թվականին Նեդ Ա. Գոդշալը և այլք. և Koichi Mizushima-ն և John B. Goodenough-ը TiS2-ը փոխարինեցին լիթիումի կոբալտի օքսիդով (LiCoO2 կամ LCO): Սա ուներ նմանատիպ շերտավոր կառուցվածք, բայց ավելի բարձր լարումով և օդում ավելի կայունությամբ:

Ռաչիդ Յազամիի գյուտը

Նույն տարում Ռաչիդ Յազամին ցուցադրեց գրաֆիտի մեջ լիթիումի հետադարձելի էլեկտրաքիմիական ինտերկալացիա և հայտնագործեց լիթիումի գրաֆիտի էլեկտրոդը (անոդ):

Դյուրավառության խնդիրը

Դյուրավառության խնդիրը պահպանվեց, ուստի լիթիումի մետաղական անոդները լքվեցին: Վերջնական լուծումը եղել է կաթոդի համար օգտագործվող ինտերկալացիոն անոդի օգտագործումը, որը կանխում էր լիթիումի մետաղի առաջացումը մարտկոցի լիցքավորման ժամանակ։

Յոշինոյի դիզայն

1987 թվականին Ակիրա Յոշինոն արտոնագրեց այն, ինչը կդառնար առաջին առևտրային Li-ion մարտկոցը, օգտագործելով «փափուկ ածխածնի» անոդ (ածխի նմանվող նյութ) Goodenough's LCO կաթոդի և կարբոնատ էսթերի վրա հիմնված էլեկտրոլիտի հետ միասին:

Sony-ի կոմերցիոնացում

1991 թվականին Sony-ն սկսեց արտադրել և վաճառել աշխարհում առաջին վերալիցքավորվող լիթիում-իոնային մարտկոցները՝ օգտագործելով Յոշինոյի դիզայնը:

Նոբելյան մրցանակը

2012 թվականին Ջոն Բ. Գուդենաֆը, Ռաչիդ Յազամին և Ակիրա Յոշինոն ստացան 2012 թվականին IEEE մեդալը շրջակա միջավայրի և անվտանգության տեխնոլոգիաների համար՝ լիթիում-իոնային մարտկոցը մշակելու համար: Այնուհետև 2019 թվականին Գուդենաֆը, Ուիթինգհեմը և Յոշինոն նույն բանի համար արժանացան քիմիայի Նոբելյան մրցանակի։

Համաշխարհային արտադրական հզորություն

2010 թվականին Լի-իոնային մարտկոցների համաշխարհային արտադրական հզորությունը կազմել է 20 գիգավատ/ժ։ 2016 թվականին այն աճել է մինչև 28 ԳՎտժ, իսկ Չինաստանում՝ 16.4 ԳՎտժ։ 2020 թվականին համաշխարհային արտադրական հզորությունը կազմել է 767 ԳՎտժ, իսկ Չինաստանին բաժին է ընկնում 75 տոկոսը։ 2021 թվականին այն գնահատվում է 200-ից 600 ԳՎտժ-ի միջև, իսկ 2023-ի համար կանխատեսումները տատանվում են 400-ից մինչև 1,100 ԳՎտժ:

Գիտությունը 18650 լիթիում-իոն բջիջների հետևում

Ի՞նչ է 18650 բջիջը:

Եթե ​​երբևէ լսել եք նոութբուքի մարտկոցի կամ էլեկտրական մեքենայի մասին, հավանական է, որ լսել եք 18650 բջիջի մասին: Լիթիում-իոնային բջիջների այս տեսակը գլանաձև է և օգտագործվում է տարբեր կիրառություններում:

Ի՞նչ կա 18650 բջիջի ներսում:

18650 բջիջը կազմված է մի քանի բաղադրիչներից, որոնք բոլորն աշխատում են միասին՝ ձեր սարքը սնուցելու համար.

• Բացասական էլեկտրոդը սովորաբար պատրաստված է գրաֆիտից՝ ածխածնի ձևից։
• Դրական էլեկտրոդը սովորաբար պատրաստված է մետաղի օքսիդից:
• Էլեկտրոլիտը լիթիումի աղ է օրգանական լուծիչում:
• Տարանջատիչը կանխում է անոդի և կաթոդի կարճացումը:
• Ընթացիկ կոլեկտորը մետաղի մի կտոր է, որը առանձնացնում է արտաքին էլեկտրոնիկան անոդից և կաթոդից:

Ի՞նչ է անում 18650 բջիջը:

18650 բջիջը պատասխանատու է ձեր սարքի սնուցման համար: Դա անում է անոդի և կաթոդի միջև քիմիական ռեակցիա ստեղծելով, որն արտադրում է էլեկտրոններ, որոնք հոսում են արտաքին շղթայի միջով: Էլեկտրոլիտը օգնում է հեշտացնել այս ռեակցիան, մինչդեռ ընթացիկ կոլեկտորը ապահովում է, որ էլեկտրոնները կարճ միացում չունենան:

18650 բջիջների ապագան

Մարտկոցների պահանջարկն անընդհատ աճում է, ուստի հետազոտողները մշտապես ուղիներ են փնտրում 18650 բջիջների էներգիայի խտությունը, աշխատանքային ջերմաստիճանը, անվտանգությունը, ամրությունը, լիցքավորման ժամանակը և արժեքը բարելավելու համար: Սա ներառում է նոր նյութերի հետ փորձարկումներ, ինչպիսիք են գրաֆենը, և էլեկտրոդների այլընտրանքային կառուցվածքների ուսումնասիրությունը:

Այսպիսով, հաջորդ անգամ, երբ դուք օգտագործում եք ձեր նոութբուքը կամ էլեկտրական մեքենան, մի պահ տրամադրեք գնահատելու 18650 բջիջի հիմքում ընկած գիտությունը:

Լիթիում-իոնային բջիջների տեսակները

Փոքր գլանաձև

Սրանք լիթիում-իոնային բջիջների ամենատարածված տեսակն են, և դրանք հայտնաբերվել են էլեկտրոնային հեծանիվների և էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների մեծ մասում: Նրանք ունեն տարբեր ստանդարտ չափսեր և ունեն ամուր մարմին, առանց որևէ տերմինալների:

Մեծ գլանաձև

Այս լիթիում-իոնային բջիջներն ավելի մեծ են, քան փոքր գլանաձև բջիջները և ունեն մեծ պարուրակ տերմինալներ:

Բնակարան կամ քսակ

Սրանք փափուկ, հարթ բջիջներն են, որոնք դուք կգտնեք բջջային հեռախոսներում և նոր նոութբուքերում: Նրանք նաև հայտնի են որպես լիթիում-իոնային պոլիմերային մարտկոցներ:

Կոշտ պլաստիկ պատյան

Այս բջիջները գալիս են մեծ պարուրակային տերմինալներով և սովորաբար օգտագործվում են էլեկտրական մեքենաների ձգման տուփերում:

Ժելե Ռուլետ

Գլանաձև բջիջները պատրաստվում են բնորոշ «շվեյցարական ռուլետով», որը ԱՄՆ-ում նաև հայտնի է որպես «ժելե ռուլետ»: Սա նշանակում է, որ դա դրական էլեկտրոդի, բաժանարարի, բացասական էլեկտրոդի և բաժանարարի մեկ երկար «սենդվիչ» է, որը գլորվել է մեկ կծիկի մեջ: Դոնդող գլանափաթեթներն առավելություն ունեն այն բանի համար, որ արտադրվում են ավելի արագ, քան կուտակված էլեկտրոդներով բջիջները:

Քսակ բջիջներ

Քսակի բջիջներն ունեն ամենաբարձր գրավիմետրիկ էներգիայի խտությունը, սակայն նրանց անհրաժեշտ է արտաքին զսպման միջոց՝ ընդլայնումը կանխելու համար, երբ լիցքավորման վիճակի (SOC) մակարդակը բարձր է:

Հոսքի մարտկոցներ

Հոսքի մարտկոցները համեմատաբար նոր տեսակի լիթիում-իոնային մարտկոցներ են, որոնք կասեցնում են կաթոդը կամ անոդը ջրային կամ օրգանական լուծույթում:

Ամենափոքր Li-ion բջիջը

2014 թվականին Panasonic-ը ստեղծեց ամենափոքր Li-ion բջիջը։ Այն քորոցի ձև ունի և ունի 3.5 մմ տրամագիծ և 0.6 գ քաշ: Այն նման է սովորական լիթիումային մարտկոցներին և սովորաբար նշվում է «LiR» նախածանցով:

Մարտկոցների փաթեթներ

Մարտկոցների փաթեթները կազմված են բազմաթիվ միացված լիթիում-իոնային բջիջներից և օգտագործվում են ավելի մեծ սարքերի, օրինակ՝ էլեկտրական մեքենաների սնուցման համար: Դրանք պարունակում են ջերմաստիճանի տվիչներ, լարման կարգավորիչի սխեմաներ, լարման ծորակներ և լիցքավորման վիճակի մոնիտորներ՝ նվազագույնի հասցնելու անվտանգության ռիսկերը:

Ինչի՞ համար են օգտագործվում լիթիում-իոնային մարտկոցները:

Կենցաղային տեխնիկա

Լիթիում-իոնային մարտկոցները ձեր բոլոր սիրած գաջեթների էներգիայի աղբյուրն են: Ձեր վստահելի բջջային հեռախոսից մինչև նոութբուք՝ թվային ֆոտոխցիկ, և էլեկտրական սիգարետները, այս մարտկոցները պահպանում են ձեր տեխնոլոգիաները:

Էլեկտրական գործիքներ Ձեռքի Գործիքներ

Եթե ​​դուք DIYer եք, ապա գիտեք, որ լիթիում-իոնային մարտկոցները լավագույն տարբերակն են: Անլար գայլիկոնները, հղկիչները, սղոցները և նույնիսկ այգու սարքավորումները, ինչպիսիք են դիպուկահարները և ցանկապատերը, բոլորը հիմնված են այս մարտկոցների վրա:

Էլեկտրական Տրանսպորտ

Էլեկտրական մեքենաները, հիբրիդային տրանսպորտային միջոցները, էլեկտրական մոտոցիկլետները և սկուտերները, էլեկտրական հեծանիվները, անձնական փոխադրողները և առաջադեմ էլեկտրական հաշմանդամի սայլակները բոլորն օգտագործում են լիթիում-իոնային մարտկոցներ՝ տեղաշարժվելու համար: Եվ եկեք չմոռանանք ռադիոկառավարվող մոդելների, մոդելային ինքնաթիռների և նույնիսկ Mars Curiosity մարսագնացի մասին:

Հեռահաղորդակցություն

Լիթիում-իոնային մարտկոցները նույնպես օգտագործվում են որպես պահեստային էներգիա հեռահաղորդակցության ծրագրերում: Բացի այդ, դրանք քննարկվում են որպես ցանցային էներգիայի պահպանման պոտենցիալ տարբերակ, թեև ծախսերի առումով դեռևս այնքան էլ մրցունակ չեն:

Ինչ պետք է իմանաք լիթիում-իոնային մարտկոցի աշխատանքի մասին

Էներգիայի խտություն

Երբ խոսքը վերաբերում է լիթիում-իոնային մարտկոցներին, դուք տեսնում եք էներգիայի լուրջ խտություն: Խոսքը 100-250 W·h/kg (360-900 kJ/kg) և 250-680 W·h/L (900-2230 J/cm3) է: Դա բավական է փոքր քաղաքը լուսավորելու համար:

Լարման

Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն բաց շղթայի լարման ավելի բարձր լարում, քան այլ տեսակի մարտկոցները, ինչպիսիք են կապարաթթուները, նիկել-մետաղ հիդրիդը և նիկել-կադմիումը:

Ներքին դիմադրություն

Ներքին դիմադրությունը մեծանում է ինչպես հեծանվավազքի, այնպես էլ տարիքի հետ, բայց դա կախված է մարտկոցների լարումից և ջերմաստիճանից: Սա նշանակում է, որ տերմինալների լարումը իջնում ​​է բեռի տակ՝ նվազեցնելով հոսանքի առավելագույն չափը:

Լիցքավորում Time

Անցել են այն ժամանակները, երբ լիթիում-իոնային մարտկոցները լիցքավորվելու համար պահանջվում էր երկու կամ ավելի ժամ: Այժմ դուք կարող եք լիարժեք լիցքավորում ստանալ 45 րոպեում կամ ավելի քիչ: 2015 թվականին հետազոտողները նույնիսկ ցույց տվեցին, որ 600 մԱ/ժ հզորությամբ մարտկոցը լիցքավորվում է 68 տոկոս հզորությամբ երկու րոպեում, իսկ 3,000 մԱ/ժ մարտկոցը լիցքավորվում է մինչև 48 տոկոս հզորությամբ հինգ րոպեում:

Գնի նվազեցում

Լիթիում-իոնային մարտկոցները երկար ճանապարհ են անցել 1991 թվականից ի վեր: Գները նվազել են 97%-ով, իսկ էներգիայի խտությունը՝ ավելի քան երեք անգամ: Տարբեր չափերի նույն քիմիայի բջիջները կարող են ունենալ նաև էներգիայի տարբեր խտություն, այնպես որ դուք կարող եք ավելի շատ հարված ստանալ ձեր դոլարի դիմաց:

Ի՞նչ կապ ունի լիթիում-իոնային մարտկոցի տևողության հետ:

The Basics

Երբ խոսքը վերաբերում է լիթիում-իոնային մարտկոցներին, ծառայության ժամկետը սովորաբար չափվում է որոշակի շեմին հասնելու համար անհրաժեշտ լրիվ լիցքաթափման ցիկլերի քանակով: Այս շեմը սովորաբար սահմանվում է որպես հզորության կորուստ կամ դիմադրության բարձրացում: Արտադրողները սովորաբար օգտագործում են «ցիկլի կյանք» տերմինը՝ նկարագրելու համար մարտկոցի կյանքի տևողությունը՝ ցիկլերի քանակի առումով, որոնք անհրաժեշտ են՝ հասնելու համար գնահատված հզորության 80%-ին:

Լիթիում-իոնային մարտկոցները լիցքավորված վիճակում պահելը նաև նվազեցնում է դրանց հզորությունը և մեծացնում բջջի դիմադրությունը: Սա հիմնականում պայմանավորված է անոդի վրա պինդ էլեկտրոլիտի միջերեսի շարունակական աճով: Մարտկոցի ողջ կյանքի ցիկլը, ներառյալ ցիկլը և ոչ ակտիվ պահեստավորման գործողությունները, կոչվում է օրացուցային կյանք:

Մարտկոցի ցիկլի կյանքի վրա ազդող գործոններ

Մարտկոցի ցիկլի կյանքի վրա ազդում են մի քանի գործոններ, ինչպիսիք են.

• ջերմաստիճան
• Հոսանքի ներարկում
• Լիցքավորեք հոսանքը
• Լիցքավորման վիճակի միջակայքերը (լիցքաթափման խորությունը)

Իրական աշխարհի ծրագրերում, ինչպիսիք են սմարթֆոնները, նոութբուքերը և էլեկտրական մեքենաները, մարտկոցները միշտ չէ, որ ամբողջությամբ լիցքավորվում և լիցքաթափվում են: Ահա թե ինչու մարտկոցի ժամկետի սահմանումը լրիվ լիցքաթափման ցիկլերի առումով կարող է ապակողմնորոշիչ լինել: Այս խառնաշփոթից խուսափելու համար հետազոտողները երբեմն օգտագործում են կուտակային լիցքաթափում, որը մարտկոցի կողմից մատակարարվող լիցքի ընդհանուր քանակն է (Ah) իր ողջ կյանքի ընթացքում կամ համարժեք ամբողջական ցիկլերի ընթացքում:

Մարտկոցի քայքայումը

Մարտկոցները աստիճանաբար քայքայվում են իրենց կյանքի տևողության ընթացքում, ինչը հանգեցնում է հզորության նվազմանը և որոշ դեպքերում՝ բջջային լարման նվազմանը: Դա պայմանավորված է էլեկտրոդների մի շարք քիմիական և մեխանիկական փոփոխություններով: Քայքայումը խիստ կախված է ջերմաստիճանից, և լիցքավորման բարձր մակարդակը նաև արագացնում է հզորության կորուստը:

Քայքայման ամենատարածված գործընթացներից մի քանիսը ներառում են.

• Անոդում օրգանական կարբոնատ էլեկտրոլիտի կրճատում, ինչը հանգեցնում է պինդ էլեկտրոլիտի միջերեսի (SEI) աճին: Սա հանգեցնում է ohmic impedance-ի աճին և ցիկլային Ah լիցքի կրճատմանը:

• Լիթիումի մետաղապատում, որը նաև հանգեցնում է լիթիումի պաշարների կորստի (ցիկլային Ah լիցք) և ներքին կարճ միացման:

• Էլեկտրաակտիվ նյութերի (բացասական կամ դրական) կորուստ՝ լուծարման, ճեղքման, շերտազատման, անջատման կամ նույնիսկ կանոնավոր ծավալի փոփոխության հետևանքով հեծանիվ վարելու ընթացքում: Սա երևում է, երբ և՛ լիցքը, և՛ հզորությունը թուլանում են (աճող դիմադրություն):

• Պղնձի բացասական հոսանքի կոլեկտորի կոռոզիա/լուծարում բջջային ցածր լարման դեպքում:

• PVDF կապող նյութի քայքայումը, որը կարող է առաջացնել էլեկտրաակտիվ նյութերի անջատում:

Այսպիսով, եթե դուք փնտրում եք մարտկոց, որը կծառայի, համոզվեք, որ հետևեք բոլոր այն գործոններին, որոնք կարող են ազդել դրա ցիկլի կյանքի վրա:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների վտանգները

Ի՞նչ են լիթիում-իոնային մարտկոցները:

Լիթիում-իոնային մարտկոցները մեր ժամանակակից աշխարհի հզոր ուժերն են: Դրանք կարելի է գտնել ամեն ինչում՝ սմարթֆոններից մինչև էլեկտրական մեքենաներ: Բայց, ինչպես բոլոր հզոր բաները, դրանք գալիս են մի քանի ռիսկերով:

Որո՞նք են ռիսկերը:

Լիթիում-իոնային մարտկոցները պարունակում են դյուրավառ էլեկտրոլիտ և վնասվելու դեպքում կարող են ճնշվել: Սա նշանակում է, որ եթե մարտկոցը շատ արագ լիցքավորվի, դա կարող է կարճ միացում առաջացնել և հանգեցնել պայթյունների և հրդեհների:

Ահա մի քանի ուղիներ, որոնցով լիթիում-իոնային մարտկոցները կարող են վտանգավոր դառնալ.

• Ջերմային չարաշահում. վատ հովացում կամ արտաքին հրդեհ
• Էլեկտրական չարաշահում. գերլարում կամ արտաքին կարճ միացում
• Մեխանիկական չարաշահում. ներթափանցում կամ վթար
• Ներքին կարճ միացում. Արտադրության թերություններ կամ ծերացում

Ինչ կարող է անել:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների փորձարկման ստանդարտներն ավելի խիստ են, քան թթու-էլեկտրոլիտային մարտկոցների համար: Առաքման սահմանափակումներ են սահմանվել նաև անվտանգության կարգավորիչների կողմից:

Որոշ դեպքերում ընկերությունները ստիպված են եղել հետ կանչել ապրանքները մարտկոցի հետ կապված խնդիրների պատճառով, օրինակ՝ Samsung Galaxy Note 7-ի հետկանչումը 2016 թվականին:

Հրդեհային վտանգները նվազեցնելու նպատակով ոչ դյուրավառ էլեկտրոլիտների մշակման համար հետազոտական ​​ծրագրեր են իրականացվում:

Եթե ​​լիթիում-իոնային մարտկոցները վնասված են, փշրված կամ ենթարկվում են ավելի մեծ էլեկտրական բեռի առանց գերլիցքավորման պաշտպանության, ապա կարող են խնդիրներ առաջանալ: Մարտկոցի կարճ միացումը կարող է հանգեցնել դրա գերտաքացման և, հնարավոր է, հրդեհի:

The Bottom Line

Լիթիում-իոնային մարտկոցները հզոր են և հեղափոխել են մեր աշխարհը, սակայն դրանք պարունակում են որոշակի ռիսկեր: Կարևոր է տեղյակ լինել այս ռիսկերի մասին և քայլեր ձեռնարկել դրանք նվազեցնելու համար:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա

Որոնք են լիթիում-իոնային մարտկոցները:

Լիթիում-իոնային մարտկոցները էներգիայի աղբյուր են մեր առօրյա շատ սարքերի համար՝ հեռախոսներից և նոութբուքներից մինչև էլեկտրական մեքենաներ: Դրանք կազմված են լիթիումից, նիկելից և կոբալտից և հայտնի են էներգիայի բարձր խտությամբ և երկար կյանքով:

Որո՞նք են շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունները:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների արտադրությունը կարող է լուրջ ազդեցություն ունենալ շրջակա միջավայրի վրա, այդ թվում՝

• Լիթիումի, նիկելի և կոբալտի արդյունահանումը կարող է վտանգավոր լինել ջրային կյանքի համար՝ հանգեցնելով ջրի աղտոտման և շնչառական խնդիրների:
• Հանքարդյունաբերության կողմնակի արտադրանքները կարող են առաջացնել էկոհամակարգի դեգրադացիա և լանդշաֆտի վնաս:
• Չորային շրջաններում ջրի ոչ կայուն սպառում.
• Լիթիումի արդյունահանման զանգվածային կողմնակի արտադրություն:
• Լիթիում-իոնային մարտկոցների արտադրության գլոբալ տաքացման ներուժը:

Ինչ կարող ենք անել?

Մենք կարող ենք օգնել նվազեցնել լիթիում-իոնային մարտկոցների շրջակա միջավայրի ազդեցությունը հետևյալով.

• Լիթիում-իոնային մարտկոցների վերամշակում՝ արտադրության ածխածնի հետքը նվազեցնելու համար:
• Մարտկոցների կրկնակի օգտագործումը՝ դրանք վերամշակելու փոխարեն:
• Օգտագործված մարտկոցների անվտանգ պահպանում՝ ռիսկերը նվազեցնելու համար:
• Պիրոմետալուրգիական և հիդրոմետալուրգիական մեթոդների կիրառում մարտկոցի բաղադրիչներն առանձնացնելու համար:
• Վերամշակման գործընթացից ստացված խարամի մաքրում ցեմենտի արդյունաբերության մեջ օգտագործելու համար:

Լիթիումի արդյունահանման ազդեցությունը մարդու իրավունքների վրա

Վտանգներ տեղի բնակչության համար

Լիթիումի իոնային մարտկոցների համար հումքի արդյունահանումը կարող է վտանգավոր լինել տեղի բնակչության, հատկապես բնիկ մարդկանց համար: Կոբալտը Կոնգոյի Դեմոկրատական ​​Հանրապետությունից հաճախ արդյունահանվում է անվտանգության փոքր նախազգուշական միջոցներով, ինչը հանգեցնում է վնասվածքների և մահերի: Այս հանքերից աղտոտվածությունը մարդկանց ենթարկել է թունավոր քիմիական նյութերի, որոնք կարող են առաջացնել բնածին արատներ և շնչառական դժվարություններ: Հաղորդվում է նաև, որ այս հանքերում օգտագործվում է մանկական աշխատանք:

Անվճար նախնական և տեղեկացված համաձայնության բացակայություն

Արգենտինայում անցկացված ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ պետությունը չի կարող պաշտպանել բնիկ ժողովուրդների ազատ նախնական և տեղեկացված համաձայնության իրավունքը, և որ արդյունահանող ընկերությունները վերահսկում են համայնքի տեղեկատվության հասանելիությունը և սահմանում նախագծերի քննարկման և օգուտների բաշխման պայմանները:

Բողոքի ակցիաներ և դատական ​​հայցեր

Նևադայում Thacker Pass լիթիումի հանքավայրի շահագործումը հանդիպել է մի քանի բնիկ ցեղերի բողոքի և դատական ​​հայցերի հետ, ովքեր ասում են, որ իրենց նախնական և տեղեկացված համաձայնությունը չի տրվել, և որ նախագիծը սպառնում է մշակութային և սուրբ վայրերին: Մարդիկ նաև մտահոգություն են հայտնել, որ նախագիծը ռիսկեր կստեղծի բնիկ կանանց համար: Ցուցարարները գրավել են կայքը 2021 թվականի հունվարից։

Լիթիումի արդյունահանման ազդեցությունը մարդու իրավունքների վրա

Վտանգներ տեղի բնակչության համար

Լիթիումի իոնային մարտկոցների համար հումքի արդյունահանումը կարող է իսկական դժվարություն լինել տեղի բնակչության, հատկապես բնիկ մարդկանց համար: Կոբալտը Կոնգոյի Դեմոկրատական ​​Հանրապետությունից հաճախ արդյունահանվում է անվտանգության փոքր նախազգուշական միջոցներով, ինչը հանգեցնում է վնասվածքների և մահերի: Այս հանքերից աղտոտվածությունը մարդկանց ենթարկել է թունավոր քիմիական նյութերի, որոնք կարող են առաջացնել բնածին արատներ և շնչառական դժվարություններ: Հաղորդվում է նաև, որ այս հանքերում օգտագործվում է մանկական աշխատանք: Այո՛

Անվճար նախնական և տեղեկացված համաձայնության բացակայություն

Արգենտինայում անցկացված ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ պետությունը, հնարավոր է, բնիկ ժողովուրդներին չի տվել ազատ նախնական և տեղեկացված համաձայնության իրավունք, և որ արդյունահանող ընկերությունները վերահսկում են համայնքի տեղեկատվության հասանելիությունը և սահմանում նախագծերի քննարկման և օգուտների բաշխման պայմանները: Լավ չէ.

Բողոքի ակցիաներ և դատական ​​հայցեր

Նևադայում Thacker Pass լիթիումի հանքավայրի շահագործումը հանդիպել է մի քանի բնիկ ցեղերի բողոքի և դատական ​​հայցերի հետ, ովքեր ասում են, որ իրենց նախնական և տեղեկացված համաձայնությունը չի տրվել, և որ նախագիծը սպառնում է մշակութային և սուրբ վայրերին: Մարդիկ նաև մտահոգություն են հայտնել, որ նախագիծը ռիսկեր կստեղծի բնիկ կանանց համար: Ցուցարարները գրավում են կայքը 2021 թվականի հունվարից, և թվում է, թե նրանք շուտով չեն պատրաստվում հեռանալ:

Տարբերությունները

Li-Ion մարտկոցներ Vs Lipo

Երբ խոսքը վերաբերում է Li-ion vs LiPo մարտկոցներին, դա տիտանների ճակատամարտ է: Li-ion մարտկոցները աներևակայելի արդյունավետ են՝ փաթեթավորելով տոննա էներգիա փոքրիկ փաթեթի մեջ: Բայց դրանք կարող են լինել անկայուն և վտանգավոր, եթե դրական և բացասական էլեկտրոդների միջև պատնեշը խախտվի: Մյուս կողմից, LiPo մարտկոցները շատ ավելի անվտանգ են, քանի որ դրանք չեն տառապում այրման նույն վտանգից: Նրանք նաև չեն տառապում «հիշողության էֆեկտից», որը ունենում են Li-ion մարտկոցները, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են ավելի շատ լիցքավորվել՝ առանց կորցնելու իրենց հզորությունը: Բացի այդ, դրանք ունեն ավելի երկար կյանք, քան Li-ion մարտկոցները, այնպես որ դուք չպետք է անհանգստանաք դրանք հաճախակի փոխարինելու մասին: Այսպիսով, եթե դուք փնտրում եք անվտանգ, հուսալի և երկարատև մարտկոց, LiPo-ն այն ճանապարհն է, որը պետք է գնալ:

Li-Ion մարտկոցներ ընդդեմ կապարի թթվի

Կապարի թթվային մարտկոցները ավելի էժան են, քան լիթիում-իոնային մարտկոցները, բայց դրանք այնքան էլ լավ չեն աշխատում: Կապար թթվային մարտկոցները կարող են լիցքավորվել մինչև 10 ժամ, մինչդեռ լիթիումի իոնային մարտկոցները կարող են լիցքավորվել ընդամենը մի քանի րոպեում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ լիթիումի իոնային մարտկոցները կարող են ընդունել հոսանքի ավելի արագ արագություն՝ ավելի արագ լիցքավորվելով, քան կապարաթթվային մարտկոցները: Այսպիսով, եթե դուք արագ և արդյունավետ լիցքավորող մարտկոց եք փնտրում, լիթիումի իոնը լավագույն միջոցն է: Բայց եթե բյուջեով եք, կապարի թթուն ավելի մատչելի տարբերակն է:

FAQ

Li-ion մարտկոցը նույնն է, ինչ լիթիումը:

Ոչ, Li-ion մարտկոցները և լիթիումի մարտկոցները նույնը չեն: Լիթիումի մարտկոցները առաջնային բջիջներ են, ինչը նշանակում է, որ դրանք վերալիցքավորվող չեն: Այսպիսով, դրանք օգտագործելուց հետո դրանք ավարտված են: Մյուս կողմից, Li-ion մարտկոցները երկրորդական բջիջներ են, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են վերալիցքավորվել և օգտագործվել նորից ու նորից: Բացի այդ, Li-ion մարտկոցները ավելի թանկ են և ավելի երկար են տևում, քան լիթիումային մարտկոցները: Այսպիսով, եթե դուք փնտրում եք մարտկոց, որը կարող է վերալիցքավորվել, Li-ion-ը լավագույն միջոցն է: Բայց եթե ցանկանում եք մի բան, որն ավելի էժան է և ավելի երկար տևի, ապա լիթիումը ձեր լավագույն խաղադրույքն է:

Ձեզ անհրաժեշտ է հատուկ լիցքավորիչ լիթիումային մարտկոցների համար:

Ոչ, ձեզ հարկավոր չէ հատուկ լիցքավորիչ լիթիումային մարտկոցների համար: iTechworld-ի լիթիումային մարտկոցների միջոցով դուք ստիպված չեք լինի թարմացնել ձեր ամբողջ լիցքավորման համակարգը և լրացուցիչ կանխիկ գումար ծախսել: Ձեզ անհրաժեշտ է միայն կապարի թթվային լիցքավորիչը, և դուք պատրաստ եք: Մեր լիթիումային մարտկոցներն ունեն մարտկոցի կառավարման հատուկ համակարգ (BMS), որն ապահովում է մարտկոցի ճիշտ լիցքավորումը առկա լիցքավորիչով:
Միակ լիցքավորիչը, որը մենք խորհուրդ չենք տալիս օգտագործել, այն է, որը նախատեսված է կալցիումի մարտկոցների համար: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մուտքային լարումը սովորաբար ավելի բարձր է, քան առաջարկվում է լիթիումի խորը ցիկլի մարտկոցների համար: Բայց մի անհանգստացեք, եթե պատահաբար օգտագործեք կալցիումի լիցքավորիչ, BMS-ը կհայտնաբերի բարձր լարումը և կմտնի անվտանգ ռեժիմ՝ պաշտպանելով ձեր մարտկոցը ցանկացած վնասից: Այնպես որ, մի կոտրեք բանկը՝ գնելով հատուկ լիցքավորիչ. պարզապես օգտագործեք առկա լիցքավորիչը, և դուք կկարգավորվեք:

Որքա՞ն է լիթիում-իոնային մարտկոցի կյանքը:

Լիթիում-իոնային մարտկոցները ձեր ամենօրյա հարմարանքների ուժն են: Բայց ինչքա՞ն են դրանք տևում: Դե, միջին լիթիում-իոնային մարտկոցը պետք է աշխատի 300-ից 500 լիցքավորման/լիցքաթափման ցիկլերի միջև: Դա նման է ձեր հեռախոսը օրական մեկ անգամ լիցքավորելուն ավելի քան մեկ տարի: Բացի այդ, դուք պետք չէ անհանգստանալ հիշողության հետ կապված խնդիրների համար, ինչպես նախկինում: Պարզապես պահեք ձեր մարտկոցը լիցքավորված և սառը, և դուք պատրաստ կլինեք գնալ: Այսպիսով, եթե դուք լավ հոգ տանեք դրա մասին, ձեր լիթիում-իոնային մարտկոցը պետք է երկար աշխատի:

Ո՞րն է Li-ion մարտկոցի հիմնական թերությունը:

Li-ion մարտկոցների հիմնական բացասական կողմը դրանց արժեքն է: Դրանք մոտ 40%-ով ավելի թանկ են, քան Ni-Cd-ն, այնպես որ, եթե դուք բյուջե չունեք, գուցե ցանկանաք այլ տեղ փնտրել: Բացի այդ, նրանք հակված են ծերացման, ինչը նշանակում է, որ կարող են կորցնել կարողությունները և ձախողվել մի քանի տարի անց: Ոչ ոք դրա համար ժամանակ չունի: Այսպիսով, եթե դուք պատրաստվում եք ներդրումներ կատարել Li-ion-ում, համոզվեք, որ կատարեք ձեր հետազոտությունը և ստացեք լավագույն գումարը ձեր դոլարի դիմաց:

Եզրափակում

Եզրափակելով, Li-ion մարտկոցները հեղափոխական տեխնոլոգիա են, որը սնուցում է մեր ամենօրյա սարքերը՝ բջջային հեռախոսներից մինչև էլեկտրական մեքենաներ: Ճիշտ գիտելիքի դեպքում այս մարտկոցները կարող են օգտագործվել անվտանգ և արդյունավետ, այնպես որ մի վախեցեք քայլ կատարել և ուսումնասիրել Li-ion մարտկոցների աշխարհը:

Ողջույն, ես Քիմն եմ, մայրիկ և stop-motion-ի էնտուզիաստ, մեդիա ստեղծման և վեբ մշակման փորձով: Ես մեծ կիրք ունեմ նկարչության և անիմացիայի նկատմամբ, և հիմա ես առաջինը սուզվում եմ դեպի ստոպ շարժման աշխարհ: Իմ բլոգով ես կիսվում եմ իմ գիտելիքներով ձեզ հետ, տղաներ: