Li-ion ბატარეები

კიმის მიერ განახლებულია: ივლისი 9, 2022

Li-ion ბატარეები არის დატენვის ბატარეები, რომლებიც შეიცავს ლითიუმის იონებს. ისინი გამოიყენება ყველაფერში, მობილური ტელეფონებიდან მანქანებამდე. მაგრამ როგორ მუშაობენ ისინი?

Li-ion ბატარეები იყენებენ ინტერკალაციის პროცესს ენერგიის შესანახად. ეს პროცესი გულისხმობს ლითიუმის იონების მოძრაობას ბატარეის შიგნით კათოდსა და ანოდს შორის. Როდესაც დატენვა, იონები ანოდიდან კათოდში გადადიან, განმუხტვისას კი პირიქით.

მაგრამ ეს მხოლოდ მოკლე მიმოხილვაა. მოდით შევხედოთ ყველაფერს უფრო დეტალურად.

რა არის ლითიუმ-იონური ბატარეა?

ლითიუმ-იონური ბატარეები დღეს ყველგან არის! ისინი აძლიერებენ ჩვენს ტელეფონებს, ლაპტოპები, ელექტრო მანქანები და სხვა. მაგრამ კონკრეტულად რა არიან ისინი? მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ!

საფუძვლები

ლითიუმ-იონური ბატარეები შედგება ერთი ან მეტი უჯრედისგან, დამცავი მიკროსქემის დაფისა და რამდენიმე სხვა კომპონენტისგან:

• ელექტროდები: უჯრედის დადებითად და უარყოფითად დამუხტული ბოლოები. მიმაგრებულია მიმდინარე კოლექციონერებზე.
• ანოდი: უარყოფითი ელექტროდი.
• ელექტროლიტი: სითხე ან გელი, რომელიც ატარებს ელექტროენერგიას.
• მიმდინარე კოლექტორები: გამტარი ფოლგა ბატარეის თითოეულ ელექტროდზე, რომლებიც დაკავშირებულია უჯრედის ტერმინალებთან. ეს ტერმინალები გადასცემენ ელექტრო დენს ბატარეას, მოწყობილობას და ენერგიის წყაროს შორის, რომელიც კვებავს ბატარეას.
• გამყოფი: ფოროვანი პოლიმერული ფილმი, რომელიც ჰყოფს ელექტროდებს, ხოლო ლითიუმის იონების გაცვლას ერთი მხრიდან მეორეზე.

როგორ მუშაობს

როდესაც იყენებთ მოწყობილობას, რომელიც იკვებება ლითიუმ-იონური ბატარეით, ლითიუმის იონები მოძრაობენ ბატარეის შიგნით ანოდსა და კათოდს შორის. ამავდროულად, ელექტრონები მოძრაობენ გარე წრეში. იონების და ელექტრონების ეს მოძრაობა არის ის, რაც ქმნის ელექტრულ დენს, რომელიც კვებავს თქვენს მოწყობილობას.

როდესაც ბატარეა იხსნება, ანოდი ათავისუფლებს ლითიუმის იონებს კათოდში, წარმოქმნის ელექტრონების ნაკადს, რაც ხელს უწყობს თქვენი მოწყობილობის ენერგიას. როდესაც ბატარეა იტენება, პირიქით ხდება: ლითიუმის იონები გამოიყოფა კათოდით და მიიღება ანოდით.

სად შეგიძლიათ იპოვოთ ისინი?

ლითიუმ-იონური ბატარეები დღეს ყველგან არის! თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ისინი ტელეფონებში, ლეპტოპებში, ელექტრო მანქანებში და სხვა. ასე რომ, შემდეგ ჯერზე, როდესაც იყენებთ ერთ-ერთ თქვენს საყვარელ მოწყობილობას, უბრალოდ გახსოვდეთ, რომ ის იკვებება ლითიუმ-იონური ბატარეით!

ლითიუმ-იონური ბატარეის მომხიბლავი ისტორია

NASA-ს ადრეული მცდელობები

ჯერ კიდევ 60-იან წლებში NASA უკვე ცდილობდა შეექმნა მრავალჯერადი Li-ion ბატარეა. მათ შეიმუშავეს CuF2/Li ბატარეა, მაგრამ ეს არ გამოვიდა.

M. სტენლი უიტინგემის გარღვევა

1974 წელს ბრიტანელმა ქიმიკოსმა მ. სტენლი უიტინგემმა მიაღწია გარღვევას, როდესაც მან გამოიყენა ტიტანის დისულფიდი (TiS2), როგორც კათოდური მასალა. მას ჰქონდა ფენიანი სტრუქტურა, რომელსაც შეეძლო ლითიუმის იონების მიღება მისი კრისტალური სტრუქტურის შეცვლის გარეშე. Exxon ცდილობდა ბატარეის კომერციალიზაციას, მაგრამ ის ძალიან ძვირი და რთული იყო. გარდა ამისა, იგი მიდრეკილი იყო ხანძრისკენ უჯრედებში მეტალის ლითიუმის არსებობის გამო.

Godshall, Mizushima და Goodenough

1980 წელს ნედ ა. გოდშალი და სხვ. და Koichi Mizushima და John B. Goodenough შეცვალეს TiS2 ლითიუმის კობალტის ოქსიდით (LiCoO2, ან LCO). მას ჰქონდა მსგავსი ფენიანი სტრუქტურა, მაგრამ უფრო მაღალი ძაბვით და მეტი სტაბილურობით ჰაერში.

რაჩიდ იაზამის გამოგონება

იმავე წელს რაჩიდ იაზამიმ აჩვენა ლითიუმის შექცევადი ელექტროქიმიური ჩარევა გრაფიტში და გამოიგონა ლითიუმის გრაფიტის ელექტროდი (ანოდი).

აალებადი პრობლემა

აალებადი პრობლემა შენარჩუნდა, ამიტომ ლითიუმის ლითონის ანოდები მიტოვებული იყო. საბოლოო გამოსავალი იყო ინტერკალაციის ანოდის გამოყენება, მსგავსი კათოდისთვის გამოყენებული, რომელიც ხელს უშლიდა ლითიუმის ლითონის წარმოქმნას ბატარეის დატენვის დროს.

იოშინოს დიზაინი

1987 წელს აკირა იოშინომ დააპატენტა ის, რაც გახდებოდა პირველი კომერციული Li-ion ბატარეა „რბილი ნახშირბადის“ ანოდის გამოყენებით (ნახშირის მსგავსი მასალა) Goodenough's LCO კათოდთან და კარბონატ ესტერზე დაფუძნებულ ელექტროლიტთან ერთად.

Sony-ს კომერციალიზაცია

1991 წელს Sony-მ დაიწყო მსოფლიოში პირველი დატენვის ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოება და გაყიდვა Yoshino-ს დიზაინის გამოყენებით.

ნობელის პრემია

2012 წელს ჯონ ბ. გუდენოგმა, რაჩიდ იაზამიმ და აკირა იოშინომ მიიღეს 2012 წლის IEEE მედალი გარემოსდაცვითი და უსაფრთხოების ტექნოლოგიებისთვის ლითიუმ-იონური ბატარეის შემუშავებისთვის. შემდეგ, 2019 წელს, გუდენაფს, უიტინგემს და იოშინოს მიენიჭათ ნობელის პრემია ქიმიაში იმავე საქმისთვის.

გლობალური წარმოების სიმძლავრე

2010 წელს ლითიუმ-იონური ბატარეების გლობალური წარმოების სიმძლავრე იყო 20 გიგავატ/საათი. 2016 წლისთვის ის გაიზარდა 28 გიგავატსთ-მდე, ხოლო ჩინეთში 16.4 გვტ.სთ-მდე. 2020 წელს გლობალური წარმოების სიმძლავრე 767 გიგავატსათი იყო, ჩინეთს კი 75%. 2021 წელს, ის შეფასებულია 200-დან 600 გვტ.სთ-მდე, ხოლო 2023 წლის პროგნოზები მერყეობს 400-დან 1,100 გვტ.სთ-მდე.

მეცნიერება 18650 ლითიუმ-იონის უჯრედების უკან

რა არის 18650 უჯრედი?

თუ ოდესმე გსმენიათ ლეპტოპის ბატარეის ან ელექტრო მანქანის შესახებ, დიდი ალბათობით გსმენიათ 18650 უჯრედის შესახებ. ამ ტიპის ლითიუმ-იონური უჯრედი ცილინდრული ფორმისაა და გამოიყენება სხვადასხვა აპლიკაციებში.

რა არის 18650 უჯრედის შიგნით?

18650 უჯრედი შედგება რამდენიმე კომპონენტისგან, რომლებიც ყველა ერთად მუშაობს თქვენი მოწყობილობის კვებისათვის:

• უარყოფითი ელექტროდი, როგორც წესი, დამზადებულია გრაფიტისგან, ნახშირბადის ფორმა.
• დადებითი ელექტროდი ჩვეულებრივ დამზადებულია ლითონის ოქსიდისგან.
• ელექტროლიტი არის ლითიუმის მარილი ორგანულ გამხსნელში.
• გამყოფი ხელს უშლის ანოდისა და კათოდის შეკუმშვას.
• მიმდინარე კოლექტორი არის ლითონის ნაჭერი, რომელიც ჰყოფს გარე ელექტრონიკას ანოდისა და კათოდისგან.

რას აკეთებს 18650 უჯრედი?

18650 უჯრედი პასუხისმგებელია თქვენი მოწყობილობის კვებაზე. ის ამას აკეთებს ქიმიური რეაქციის შექმნით ანოდსა და კათოდს შორის, რომელიც წარმოქმნის ელექტრონებს, რომლებიც მიედინება გარე წრეში. ელექტროლიტი ხელს უწყობს ამ რეაქციის გაადვილებას, ხოლო მიმდინარე კოლექტორი უზრუნველყოფს ელექტრონების მოკლე ჩართვას.

18650 უჯრედების მომავალი

ბატარეებზე მოთხოვნა მუდმივად იზრდება, ამიტომ მკვლევარები მუდმივად ეძებენ გზებს გააუმჯობესონ ენერგიის სიმკვრივე, სამუშაო ტემპერატურა, უსაფრთხოება, გამძლეობა, დატენვის დრო და 18650 უჯრედის ღირებულება. ეს მოიცავს ექსპერიმენტებს ახალ მასალებზე, როგორიცაა გრაფენი, და ალტერნატიული ელექტროდის სტრუქტურების შესწავლას.

ასე რომ, შემდეგ ჯერზე, როდესაც იყენებთ თქვენს ლეპტოპს ან ელექტრო მანქანას, დაუთმეთ ერთი წუთი და დააფასეთ მეცნიერება 18650 უჯრედის უკან!

ლითიუმ-იონური უჯრედების ტიპები

პატარა ცილინდრული

ეს არის ლითიუმ-იონური უჯრედების ყველაზე გავრცელებული ტიპი და ისინი გვხვდება ელექტრო ველოსიპედებსა და ელექტრო მანქანების ბატარეებში. ისინი მოდის სხვადასხვა სტანდარტული ზომის და აქვთ მყარი სხეული ყოველგვარი ტერმინალის გარეშე.

დიდი ცილინდრული

ეს ლითიუმ-იონური უჯრედები უფრო დიდია ვიდრე პატარა ცილინდრული და მათ აქვთ დიდი ხრახნიანი ტერმინალები.

ბინა ან ჩანთა

ეს არის რბილი, ბრტყელი უჯრედები, რომლებსაც ნახავთ მობილურ ტელეფონებსა და ახალ ლეპტოპებში. ისინი ასევე ცნობილია როგორც ლითიუმ-იონური პოლიმერული ბატარეები.

ხისტი პლასტიკური ქეისი

ამ უჯრედებს აქვთ დიდი ხრახნიანი ტერმინალები და ჩვეულებრივ გამოიყენება ელექტრო მანქანების წევის პაკეტებში.

ჟელე რულეტი

ცილინდრული უჯრედები დამზადებულია დამახასიათებელი "შვეიცარიული რულონით", რომელიც ასევე ცნობილია როგორც "ჟელე რულონი" აშშ-ში. ეს ნიშნავს, რომ ეს არის დადებითი ელექტროდის, გამყოფის, უარყოფითი ელექტროდის და გამყოფის ერთი გრძელი „სენდვიჩი“, რომელიც შემოვიდა ერთ კოჭში. ჟელე რულონებს აქვთ უპირატესობა, რომ უფრო სწრაფად იწარმოება, ვიდრე უჯრედები დაწყობილი ელექტროდებით.

ჩანთა უჯრედები

ჩანთა უჯრედებს აქვთ ყველაზე მაღალი გრავიმეტრიული ენერგიის სიმკვრივე, მაგრამ მათ სჭირდებათ შეკავების გარე საშუალება, რათა თავიდან აიცილონ გაფართოება, როდესაც მათი დატენვის დონე (SOC) მაღალია.

ნაკადის ბატარეები

ნაკადის ბატარეები არის შედარებით ახალი ტიპის ლითიუმ-იონური ბატარეა, რომელიც აჩერებს კათოდის ან ანოდის მასალას წყალხსნარში ან ორგანულ ხსნარში.

ყველაზე პატარა Li-ion უჯრედი

2014 წელს Panasonic-მა შექმნა ყველაზე პატარა Li-ion უჯრედი. ის ქინძისთავის ფორმისაა და აქვს დიამეტრი 3.5 მმ და წონა 0.6 გ. ის ჩვეულებრივი ლითიუმის ბატარეების მსგავსია და ჩვეულებრივ აღინიშნება "LiR" პრეფიქსით.

ბატარეის პაკეტები

ბატარეის პაკეტები შედგება მრავალი დაკავშირებული ლითიუმ-იონის უჯრედებისგან და გამოიყენება უფრო დიდი მოწყობილობების, როგორიცაა ელექტრო მანქანების კვებისათვის. ისინი შეიცავს ტემპერატურის სენსორებს, ძაბვის რეგულატორის სქემებს, ძაბვის ონკანებს და დამუხტვის მდგომარეობის მონიტორებს უსაფრთხოების რისკების შესამცირებლად.

რისთვის გამოიყენება ლითიუმ-იონური ბატარეები?

სამომხმარებლო ელექტრონიკის

ლითიუმ-იონური ბატარეები არის ენერგიის წყარო ყველა თქვენი საყვარელი გაჯეტისთვის. თქვენი სანდო მობილური ტელეფონიდან თქვენს ლეპტოპამდე, ციფრული კამერადა ელექტრო სიგარეტი, ეს ბატარეები ინარჩუნებს თქვენს ტექნოლოგიას.

დენის ინსტრუმენტები

თუ თქვენ ხართ წვრილმანი, თქვენ იცით, რომ ლითიუმ-იონური ბატარეები საუკეთესო გზაა. უსადენო წვრთნები, სანდრები, ხერხები და ბაღის აღჭურვილობაც კი, როგორიცაა სნაიპერები და ჰეჯირების საპარსები, ყველა ამ ბატარეებს ეყრდნობა.

ელექტრო მანქანები

ელექტრო მანქანები, ჰიბრიდული მანქანები, ელექტრო მოტოციკლები და სკუტერები, ელექტრო ველოსიპედები, პერსონალური ტრანსპორტირები და მოწინავე ელექტრო ეტლები, ყველა იყენებს ლითიუმ-იონურ ბატარეებს გადაადგილებისთვის. და ნუ დავივიწყებთ რადიოთმართულ მოდელებს, თვითმფრინავების მოდელებს და მარს Curiosity როვერსაც კი!

ტელეკომუნიკაციები

ლითიუმ-იონური ბატარეები ასევე გამოიყენება როგორც სარეზერვო ენერგია სატელეკომუნიკაციო პროგრამებში. გარდა ამისა, ისინი განიხილება, როგორც ქსელის ენერგიის შენახვის პოტენციური ვარიანტი, თუმცა ისინი ჯერ კიდევ არ არიან საკმაოდ კონკურენტუნარიანი.

რა უნდა იცოდეთ ლითიუმ-იონური ბატარეის მუშაობის შესახებ

ენერგიის სიმკვრივე

როდესაც საქმე ეხება ლითიუმ-იონურ ბატარეებს, თქვენ უყურებთ ენერგიის სერიოზულ სიმკვრივეს! საუბარია 100-250 W·h/kg (360-900 kJ/kg) და 250-680 W·h/L (900-2230 J/cm3). ეს საკმარისი ძალაა პატარა ქალაქის გასანათებლად!

ვოლტაჟი

ლითიუმ-იონურ ბატარეებს აქვთ უფრო მაღალი ღია წრის ძაბვა, ვიდრე სხვა ტიპის ბატარეებს, როგორიცაა ტყვიის მჟავა, ნიკელ-მეტალის ჰიდრიდი და ნიკელ-კადმიუმი.

შინაგანი წინააღმდეგობა

შიდა წინააღმდეგობა იზრდება როგორც ველოსიპედით, ისე ასაკთან ერთად, მაგრამ ეს დამოკიდებულია ძაბვაზე და ტემპერატურაზე, რომლებზეც ინახება ბატარეები. ეს ნიშნავს, რომ ტერმინალებზე ძაბვა ეცემა დატვირთვის ქვეშ, რაც ამცირებს მაქსიმალური დენის გატარებას.

დატენვის დრო

წავიდა ის დრო, როდესაც ლითიუმ-იონური ბატარეების დატენვას ორი საათი ან მეტი სჭირდებოდა. დღესდღეობით, თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ სრული დამუხტვა 45 წუთში ან ნაკლებ დროში! 2015 წელს მკვლევარებმა აჩვენეს 600 mAh სიმძლავრის ბატარეა, რომელიც დამუხტულია 68 პროცენტით ორ წუთში და 3,000 mAh ბატარეა დატენვა 48 პროცენტამდე ხუთ წუთში.

Ხარჯების შემცირება

ლითიუმ-იონური ბატარეები 1991 წლიდან შორს გაივლიან. ფასები დაეცა 97%-ით და ენერგიის სიმკვრივე სამჯერ მეტია. იგივე ქიმიის მქონე სხვადასხვა ზომის უჯრედებს ასევე შეიძლება ჰქონდეთ ენერგიის განსხვავებული სიმკვრივე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ მეტი ზარი თქვენი ფულისთვის.

რა შუაშია ლითიუმ-იონური ბატარეის სიცოცხლის ხანგრძლივობა?

საფუძვლები

როდესაც საქმე ეხება ლითიუმ-იონურ ბატარეებს, სიცოცხლის ხანგრძლივობა ჩვეულებრივ იზომება სრული დატენვა-გამონადენი ციკლების რაოდენობის მიხედვით, რომელიც საჭიროა გარკვეული ზღურბლის მისაღწევად. ეს ბარიერი ჩვეულებრივ განისაზღვრება, როგორც სიმძლავრის დაკარგვა ან წინაღობის მატება. მწარმოებლები, როგორც წესი, იყენებენ ტერმინს „ციკლის სიცოცხლე“ ბატარეის სიცოცხლის ხანგრძლივობის აღსაწერად ციკლების რაოდენობის მიხედვით, რომელიც საჭიროა მისი ნომინალური სიმძლავრის 80%-ის მისაღწევად.

ლითიუმ-იონური ბატარეების დატენულ მდგომარეობაში შენახვა ასევე ამცირებს მათ სიმძლავრეს და ზრდის უჯრედის წინააღმდეგობას. ეს ძირითადად გამოწვეულია ანოდზე მყარი ელექტროლიტური ინტერფეისის უწყვეტი ზრდის გამო. ბატარეის მთელი სიცოცხლის ციკლი, როგორც ციკლის, ასევე არააქტიური შენახვის ოპერაციების ჩათვლით, მოიხსენიება როგორც კალენდარული ვადა.

ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ბატარეის ციკლის ხანგრძლივობაზე

ბატარეის ციკლის ხანგრძლივობაზე გავლენას ახდენს რამდენიმე ფაქტორი, როგორიცაა:

• ტემპერატურა
• ჩაშვების მიმდინარე
• დატენვის მიმდინარეობა
• დამუხტვის მდგომარეობის დიაპაზონი (გამონადენის სიღრმე)

რეალურ პროგრამებში, როგორიცაა სმარტფონები, ლეპტოპები და ელექტრო მანქანები, ბატარეები ყოველთვის არ არის სრულად დატენილი და დაცლილი. სწორედ ამიტომ, ბატარეის მუშაობის განსაზღვრა სრული განმუხტვის ციკლების თვალსაზრისით შეიძლება იყოს შეცდომაში შემყვანი. ამ დაბნეულობის თავიდან ასაცილებლად, მკვლევარები ზოგჯერ იყენებენ კუმულატიურ გამონადენს, რაც არის დამუხტვის მთლიანი რაოდენობა (Ah) ბატარეის მიერ მისი მთელი სიცოცხლის განმავლობაში ან ექვივალენტური სრული ციკლის განმავლობაში.

ბატარეის დეგრადაცია

ბატარეები ნელ-ნელა იშლება მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობის განმავლობაში, რაც იწვევს სიმძლავრის შემცირებას და, ზოგიერთ შემთხვევაში, უჯრედის საოპერაციო ძაბვის შემცირებას. ეს გამოწვეულია ელექტროდების სხვადასხვა ქიმიური და მექანიკური ცვლილებებით. დეგრადაცია მკაცრად არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე და მაღალი დამუხტვის დონე ასევე აჩქარებს სიმძლავრის დაკარგვას.

ზოგიერთი ყველაზე გავრცელებული დეგრადაციის პროცესი მოიცავს:

• ორგანული კარბონატის ელექტროლიტის შემცირება ანოდზე, რაც იწვევს მყარი ელექტროლიტური ინტერფეისის (SEI) ზრდას. ეს იწვევს ომური წინაღობის ზრდას და ციკლური Ah მუხტის შემცირებას.

• ლითიუმის ლითონის მოპირკეთება, რაც ასევე იწვევს ლითიუმის მარაგის დაკარგვას (ციკლური Ah მუხტი) და შიდა მოკლე ჩართვას.

• ელექტროაქტიური მასალების (უარყოფითი ან დადებითი) დაკარგვა ველოსიპედის დროს დაშლის, დაბზარვის, აქერცვლის, გამოყოფის ან თუნდაც რეგულარული მოცულობის ცვლილების გამო. ეს ვლინდება როგორც დამუხტვის, ისე სიმძლავრის გაქრობისას (გაზრდილი წინააღმდეგობა).

• სპილენძის უარყოფითი დენის კოლექტორის კოროზია/დაშლა უჯრედის დაბალი ძაბვის დროს.

• PVDF შემკვრელის დეგრადაცია, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ელექტროაქტიური მასალების გამოყოფა.

ასე რომ, თუ თქვენ ეძებთ ბატარეას, რომელიც გაძლებს, დარწმუნდით, რომ თვალი ადევნეთ ყველა იმ ფაქტორს, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს მის ციკლის ხანგრძლივობაზე!

ლითიუმ-იონური ბატარეების საშიშროება

რა არის ლითიუმ-იონური ბატარეები?

ლითიუმ-იონური ბატარეები ჩვენი თანამედროვე სამყაროს ენერგეტიკულ ცენტრს წარმოადგენს. ისინი გვხვდება ყველაფერში, სმარტფონებიდან ელექტრომობილებამდე. მაგრამ, როგორც ყველა ძლიერ ნივთს, მათაც აქვთ რამდენიმე რისკი.

რა არის რისკები?

ლითიუმ-იონური ბატარეები შეიცავს აალებადი ელექტროლიტს და შეიძლება დაზიანდეს. ეს ნიშნავს, რომ თუ ბატარეა ძალიან სწრაფად დაიტენება, ამან შეიძლება გამოიწვიოს მოკლე ჩართვა და გამოიწვიოს აფეთქებები და ხანძარი.

აქ მოცემულია რამდენიმე გზა, თუ როგორ შეიძლება ლითიუმ-იონური ბატარეები გახდეს საშიში:

• თერმული ბოროტად გამოყენება: ცუდი გაგრილება ან გარე ცეცხლი
• ელექტრო ბოროტად გამოყენება: გადატვირთვა ან გარე მოკლე ჩართვა
• მექანიკური შეურაცხყოფა: შეღწევა ან ავარია
• შიდა მოკლე ჩართვა: წარმოების ხარვეზები ან დაბერება

Რა შეიძლება გაკეთდეს?

ლითიუმ-იონური ბატარეების ტესტირების სტანდარტები უფრო მკაცრია, ვიდრე მჟავა-ელექტროლიტური ბატარეებისთვის. ტრანსპორტირების შეზღუდვები ასევე დაწესებულია უსაფრთხოების მარეგულირებლების მიერ.

ზოგიერთ შემთხვევაში, კომპანიებს მოუწიათ პროდუქტების გაწვევა ბატარეასთან დაკავშირებული პრობლემების გამო, მაგალითად, Samsung Galaxy Note 7-ის გაწვევა 2016 წელს.

მიმდინარეობს კვლევითი პროექტები აალებადი ელექტროლიტების შესაქმნელად ხანძრის საშიშროების შესამცირებლად.

თუ ლითიუმ-იონური ბატარეები დაზიანებულია, დამსხვრეულია ან ექვემდებარება უფრო მაღალ ელექტრული დატვირთვას ზედმეტი დამუხტვისგან დაცვის გარეშე, მაშინ შეიძლება წარმოიშვას პრობლემები. ბატარეის მოკლე ჩართვამ შეიძლება გამოიწვიოს მისი გადახურება და შესაძლოა ხანძარი.

ქვედა ხაზი

ლითიუმ-იონური ბატარეები მძლავრია და რევოლუცია მოახდინა ჩვენს სამყაროში, მაგრამ მათ გარკვეული რისკები მოჰყვება. მნიშვნელოვანია იცოდეთ ამ რისკების შესახებ და მიიღოთ ზომები მათ შესამცირებლად.

ლითიუმ-იონური ბატარეების გარემოზე ზემოქმედება

რა არის ლითიუმ-იონური ბატარეები?

ლითიუმ-იონური ბატარეები არის ენერგიის წყარო მრავალი ჩვენი ყოველდღიური მოწყობილობისთვის, ტელეფონებიდან და ლეპტოპებიდან ელექტრომობილებამდე. ისინი შედგება ლითიუმის, ნიკელისა და კობალტისგან და ცნობილია მათი მაღალი ენერგიის სიმკვრივითა და ხანგრძლივი ცხოვრებით.

რა არის გარემოზე ზემოქმედება?

ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოებას შეიძლება ჰქონდეს სერიოზული ზემოქმედება გარემოზე, მათ შორის:

• ლითიუმის, ნიკელის და კობალტის მოპოვება შეიძლება სახიფათო იყოს წყლის სიცოცხლისთვის, რაც გამოიწვევს წყლის დაბინძურებას და სუნთქვის პრობლემებს.
• სამთო ქვეპროდუქტებმა შეიძლება გამოიწვიოს ეკოსისტემის დეგრადაცია და ლანდშაფტის დაზიანება.
• არამდგრადი წყლის მოხმარება არიდულ რეგიონებში.
• ლითიუმის ექსტრაქციის მასიური ქვეპროდუქტის წარმოქმნა.
• ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოების გლობალური დათბობის პოტენციალი.

რა შეგვიძლია გავაკეთოთ?

ჩვენ შეგვიძლია დაგეხმაროთ ლითიუმ-იონური ბატარეების გარემოზე ზემოქმედების შემცირებაში:

• ლითიუმ-იონური ბატარეების გადამუშავება წარმოების ნახშირბადის ანაბეჭდის შესამცირებლად.
• ბატარეების ხელახალი გამოყენება მათი გადამუშავების ნაცვლად.
• რისკების შესამცირებლად გამოყენებული ბატარეების უსაფრთხოდ შენახვა.
• ბატარეის კომპონენტების გამოყოფის პირომეტალურგიული და ჰიდრომეტალურგიული მეთოდების გამოყენება.
• გადამუშავების პროცესიდან მიღებული წიდის დამუშავება ცემენტის ინდუსტრიაში გამოსაყენებლად.

ლითიუმის ექსტრაქციის გავლენა ადამიანის უფლებებზე

საფრთხე ადგილობრივი მოსახლეობისთვის

ლითიუმის იონური ბატარეებისთვის ნედლეულის მოპოვება შეიძლება საშიში იყოს ადგილობრივი მოსახლეობისთვის, განსაკუთრებით ადგილობრივი მოსახლეობისთვის. კობალტი კონგოს დემოკრატიული რესპუბლიკიდან ხშირად მოიპოვება უსაფრთხოების მცირე ზომებით, რაც იწვევს დაზიანებებს და სიკვდილს. ამ მაღაროებიდან დაბინძურებამ ადამიანებს ტოქსიკური ქიმიკატების ზემოქმედება მოახდინა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს თანდაყოლილი დეფექტები და სუნთქვის გაძნელება. ასევე ცნობილია, რომ ამ მაღაროებში ბავშვთა შრომა გამოიყენება.

უფასო წინასწარი და ინფორმირებული თანხმობის ნაკლებობა

არგენტინაში ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ სახელმწიფოს შესაძლოა არ დაეცვა ძირძველი ხალხის უფლება წინასწარ და ინფორმირებული თანხმობის შესახებ, და რომ მოპოვების კომპანიები აკონტროლებდნენ საზოგადოების ხელმისაწვდომობას ინფორმაციას და ადგენდნენ პირობებს პროექტების განხილვისა და სარგებლის გაზიარებისთვის.

პროტესტი და სასამართლო პროცესი

Thacker Pass-ის ლითიუმის მაღაროს განვითარებას ნევადაში მოჰყვა პროტესტი და სარჩელი რამდენიმე ადგილობრივი ტომისგან, რომლებიც აცხადებენ, რომ მათ არ მიეცათ წინასწარი და ინფორმირებული თანხმობა და რომ პროექტი საფრთხეს უქმნის კულტურულ და წმინდა ადგილებს. ხალხმა ასევე გამოთქვა შეშფოთება, რომ პროექტი რისკებს შეუქმნის მკვიდრ ქალებს. აქციის მონაწილეები ადგილს 2021 წლის იანვრიდან იკავებენ.

ლითიუმის ექსტრაქციის გავლენა ადამიანის უფლებებზე

საფრთხე ადგილობრივი მოსახლეობისთვის

ლითიუმის იონური ბატარეებისთვის ნედლეულის მოპოვება შეიძლება იყოს ნამდვილი უბედურება ადგილობრივი მოსახლეობისთვის, განსაკუთრებით ადგილობრივი მოსახლეობისთვის. კობალტი კონგოს დემოკრატიული რესპუბლიკიდან ხშირად მოიპოვება უსაფრთხოების მცირე ზომებით, რაც იწვევს დაზიანებებს და სიკვდილს. ამ მაღაროებიდან დაბინძურებამ ადამიანებს ტოქსიკური ქიმიკატების ზემოქმედება მოახდინა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს თანდაყოლილი დეფექტები და სუნთქვის გაძნელება. ასევე ცნობილია, რომ ამ მაღაროებში ბავშვთა შრომა გამოიყენება. კაი!

უფასო წინასწარი და ინფორმირებული თანხმობის ნაკლებობა

არგენტინაში ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ შესაძლოა, სახელმწიფომ არ მისცა ძირძველ მოსახლეობას თავისუფალი წინასწარი და ინფორმირებული თანხმობის უფლება და რომ მოპოვების კომპანიები აკონტროლებდნენ საზოგადოების წვდომას ინფორმაციას და ადგენდნენ პირობებს პროექტების განხილვისა და სარგებლის გაზიარებისთვის. მაგარი არაა.

პროტესტი და სასამართლო პროცესი

Thacker Pass-ის ლითიუმის მაღაროს განვითარებას ნევადაში მოჰყვა პროტესტი და სარჩელი რამდენიმე ადგილობრივი ტომისგან, რომლებიც აცხადებენ, რომ მათ არ მიეცათ წინასწარი და ინფორმირებული თანხმობა და რომ პროექტი საფრთხეს უქმნის კულტურულ და წმინდა ადგილებს. ხალხმა ასევე გამოთქვა შეშფოთება, რომ პროექტი რისკებს შეუქმნის მკვიდრ ქალებს. მომიტინგეები იკავებენ ადგილს 2021 წლის იანვრიდან და, როგორც ჩანს, ისინი უახლოეს მომავალში წასვლას არ აპირებენ.

განსხვავებები

Li-Ion ბატარეები Vs Lipo

როდესაც საქმე ეხება Li-ion vs LiPo ბატარეებს, ეს არის ტიტანების ბრძოლა. Li-ion ბატარეები წარმოუდგენლად ეფექტურია, ტონა ენერგიას ათავსებენ პატარა პაკეტში. მაგრამ, ისინი შეიძლება იყოს არასტაბილური და საშიში, თუ ბარიერი დაირღვა დადებით და უარყოფით ელექტროდებს შორის. მეორეს მხრივ, LiPo ბატარეები ბევრად უფრო უსაფრთხოა, რადგან ისინი არ განიცდიან წვის იგივე რისკს. ისინი ასევე არ განიცდიან „მეხსიერების ეფექტს“, როგორც Li-ion ბატარეებს აქვთ, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათი დატენვა შეიძლება უფრო მეტჯერ, სიმძლავრის დაკარგვის გარეშე. გარდა ამისა, მათ აქვთ ლითიუმ-იონის ბატარეებთან შედარებით უფრო ხანგრძლივი მოქმედების ვადა, ასე რომ თქვენ არ უნდა ინერვიულოთ მათი ხშირად გამოცვლაზე. ასე რომ, თუ თქვენ ეძებთ უსაფრთხო, საიმედო და გრძელვადიანი ბატარეას, LiPo არის გზა!

Li-Ion ბატარეები Vs ტყვიის მჟავა

ტყვიის მჟავა ბატარეები უფრო იაფია ვიდრე ლითიუმ-იონური ბატარეები, მაგრამ ისინი არც ისე კარგად მუშაობენ. ტყვიის მჟავა ბატარეებს შეიძლება დასჭირდეს 10 საათამდე დატენვა, ხოლო ლითიუმ-იონური ბატარეების დატენვა შესაძლებელია რამდენიმე წუთში. ეს იმიტომ ხდება, რომ ლითიუმის იონურ ბატარეებს შეუძლიათ მიიღონ დენის უფრო სწრაფი სიჩქარე, უფრო სწრაფად იტენება, ვიდრე ტყვიის მჟავას ბატარეები. ასე რომ, თუ თქვენ ეძებთ ბატარეას, რომელიც სწრაფად და ეფექტურად იტენება, ლითიუმის იონი საუკეთესო გზაა. მაგრამ თუ ბიუჯეტი გაქვთ, ტყვიის მჟავა უფრო ხელმისაწვდომი ვარიანტია.

კითხვა-პასუხი

ლითიუმ-იონური ბატარეა იგივეა რაც ლითიუმი?

არა, Li-ion ბატარეები და ლითიუმის ბატარეები არ არის იგივე! ლითიუმის ბატარეები არის პირველადი უჯრედები, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი არ დატენიან. ასე რომ, თუ მათ გამოიყენებთ, ისინი დასრულებულია. მეორეს მხრივ, Li-ion ბატარეები მეორადი უჯრედებია, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათი დატენვა და გამოყენება შესაძლებელია ისევ და ისევ. გარდა ამისა, ლითიუმ-იონური ბატარეები უფრო ძვირია და უფრო მეტი დრო სჭირდება, ვიდრე ლითიუმის ბატარეები. ასე რომ, თუ თქვენ ეძებთ ბატარეას, რომლის დატენვაც შესაძლებელია, Li-ion არის გზა. მაგრამ თუ გსურთ რაღაც უფრო იაფი და დიდხანს გაგრძელდეს, ლითიუმი საუკეთესო არჩევანია.

გჭირდებათ სპეციალური დამტენი ლითიუმის ბატარეებისთვის?

არა, თქვენ არ გჭირდებათ სპეციალური დამტენი ლითიუმის ბატარეებისთვის! iTechworld-ის ლითიუმის ბატარეებით, თქვენ არ გჭირდებათ მთელი დამტენის სისტემის განახლება და დამატებითი ფულის დახარჯვა. ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის თქვენი არსებული ტყვიის მჟავას დამტენი და მზად ხართ. ჩვენს ლითიუმის ბატარეებს აქვთ ბატარეის მართვის სპეციალური სისტემა (BMS), რომელიც უზრუნველყოფს თქვენი ბატარეის სწორად დატენვას არსებული დამტენით.
ერთადერთი დამტენი, რომლის გამოყენებასაც არ გირჩევთ, არის კალციუმის ბატარეებისთვის განკუთვნილი. ეს იმიტომ ხდება, რომ ძაბვის შეყვანა ჩვეულებრივ უფრო მაღალია, ვიდრე რეკომენდირებულია ლითიუმის ღრმა ციკლის ბატარეებისთვის. მაგრამ არ ინერვიულოთ, თუ შემთხვევით იყენებთ კალციუმის დამტენს, BMS აღმოაჩენს მაღალ ძაბვას და გადადის უსაფრთხო რეჟიმში, დაიცავს თქვენს ბატარეას ნებისმიერი დაზიანებისგან. ასე რომ, არ დაარღვიოთ ბანკი სპეციალური დამტენის ყიდვისას – უბრალოდ გამოიყენეთ თქვენი არსებული და მზად იქნებით!

რამდენი ხანია ლითიუმ-იონური ბატარეის სიცოცხლე?

ლითიუმ-იონური ბატარეები არის თქვენი ყოველდღიური გაჯეტების ძალა. მაგრამ რამდენ ხანს გრძელდება ისინი? ისე, საშუალო ლითიუმ-იონური ბატარეა უნდა გაგრძელდეს 300-დან 500-მდე დატენვის/დამუხტვის ციკლს შორის. ეს ჰგავს ტელეფონს დღეში ერთხელ დატენვას ერთი წლის განმავლობაში! გარდა ამისა, თქვენ არ უნდა ინერვიულოთ მეხსიერების პრობლემებზე, როგორც ადრე. უბრალოდ შეინახეთ ბატარეა დატენილი და გაცივებული და კარგად წახვალთ. ასე რომ, თუ კარგად იზრუნებთ მასზე, თქვენი ლითიუმ-იონური ბატარეა დიდხანს უნდა გაძლებს.

რა არის Li-ion ბატარეის მთავარი მინუსი?

Li-ion ბატარეების მთავარი მინუსი არის მათი ღირებულება. ისინი დაახლოებით 40%-ით უფრო ძვირია, ვიდრე Ni-Cd, ასე რომ, თუ ბიუჯეტი გაქვთ, შეიძლება სხვაგან მოძებნოთ. გარდა ამისა, ისინი მიდრეკილნი არიან დაბერებისკენ, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ დაკარგონ შესაძლებლობები და მარცხი რამდენიმე წლის შემდეგ. არავის აქვს ამის დრო! ასე რომ, თუ თქვენ აპირებთ ინვესტირებას Li-ion-ში, დარწმუნდით, რომ ჩაატარეთ თქვენი კვლევა და მიიღეთ საუკეთესო შედეგი თქვენი ფულისთვის.

დასკვნა

დასასრულს, Li-ion ბატარეები არის რევოლუციური ტექნოლოგია, რომელიც კვებავს ჩვენს ყოველდღიურ მოწყობილობებს, მობილური ტელეფონებიდან ელექტრომობილებამდე. სწორი ცოდნით, ამ ბატარეების გამოყენება შესაძლებელია უსაფრთხოდ და ეფექტურად, ასე რომ, ნუ შეგეშინდებათ ჩაძირვისა და Li-ion ბატარეების სამყაროს შესწავლა!

გამარჯობა, მე ვარ კიმი, დედა და stop-motion ენთუზიასტი, მედიის შექმნისა და ვებ-განვითარების გამოცდილება. მე მაქვს დიდი გატაცება ხატვისა და ანიმაციის მიმართ და ახლა პირველივე ჩავყვინთავ სტოპ-მოუშენის სამყაროში. ჩემი ბლოგით მე გიზიარებთ ჩემს ცოდნას.