Liitiumakud salvestavad energiat t\u00f5husalt, mist\u00f5ttu on nad suurep\u00e4rane valik kasutamiseks elektri- v\u00f5i vabaajas\u00f5idukites. Samuti s\u00e4ilitavad liitiumakud aja jooksul \u00e4\u00e4rmiselt k\u00f5rge laetuse taseme.<\/p>\n
Kuna liitiumioonid voolavad anoodilt katoodile elektrol\u00fc\u00fcdi kaudu, on populaarsed anoodimaterjalid s\u00fcsinik ja r\u00e4ni; katoodid koosnevad metalloksiididest, nagu spinell, nikkel-kobalt-mangaan v\u00f5i liitium-raudafosfaat katoodidena.<\/p>\n
Liitium-ioonakud on avaldanud l\u00e4hiajaloo \u00fcht suurimat m\u00f5ju; nad on sillutanud teed elektromobiilsuse revolutsioonile ja on n\u00fc\u00fcd puhta energia \u00fclemineku v\u00f5tmeteguriks. Nende kasutamine annab energiat \u00fcha laiemale hulgale kaasaskantavale tarbeelektroonikale - s\u00fclearvutitele ja mobiiltelefonidele, elektriautodele\/plug-in-h\u00fcbriididele\/koduse energiasalvestuss\u00fcsteemidele jne.<\/p>\n
Akud koosnevad viiest p\u00f5hielemendist: anood, katood, elektroodide vaheline eraldaja, elektrol\u00fc\u00fct, mis transpordib liitiumioone elektrol\u00fc\u00fcsi teel, ning vask- ja alumiiniumist valmistatud voolukollektorid juhtmetega \u00fchendamiseks. Laadimise ajal rakendab v\u00e4line energiaallikas \u00fclepinget, mis sunnib elektrone positiivsetelt elektroodidelt negatiivsete elektroodide poole ja viib liitiumioonid elektrol\u00fc\u00fcsi teel anoodi ja katoodi vahele; t\u00fchjenemisel toimub see vastupidi: liitiumioonid lahkuvad \u00fchest elektroodist ja interkaleeruvad elektroodide vahele, samal ajal kui vabad elektronid voolavad juhtmete kaudu v\u00e4lja, andes voolu, mis toidab meie seadmeid.<\/p>\n
Anood v\u00f5ib koosneda erinevatest materjalidest, kuid grafiit ja liitiumkoobaltoksiid on kaks populaarsemat anoodimaterjali. Katoodid koosnevad tavaliselt metallidest, n\u00e4iteks nikkel-kobalt-alumiiniumist v\u00f5i liitium-raudfosfaadist; nende keemiline koostis m\u00e4\u00e4rab l\u00f5ppkokkuv\u00f5ttes aku j\u00f5udluse: n\u00e4iteks nikkel-kobalt-alumiinium tagab pikema ts\u00fckli kestuse, samas kui liitium-raudfosfaat v\u00f5ib olla kuluefektiivsem.<\/p>\n
Praegu kulub suurem osa LiB tootmise kuludest elektroodide tootmisele ja rakkude viimistlusele - kaks k\u00f5ige aja- ja energiamahukamat protsessi, mis kokku kulutavad umbes 40% aku mahutavusest. Kuna toorainekulud langevad ja tootmisv\u00f5imsus suureneb, peaksid LiB-hinnad aja jooksul siiski j\u00e4tkuvalt langema.<\/p>\n
V\u00e4\u00e4ralt projekteeritud ja toodetud liitiumpatareid kujutavad oma tuleohtliku vedela elektrol\u00fc\u00fcdi t\u00f5ttu kahjustatud v\u00f5i valesti laetud akude puhul ohtu, mis v\u00f5ib p\u00f5hjustada tulekahjusid v\u00f5i plahvatusi. Selle ohu v\u00e4hendamiseks on tehtud palju t\u00f6\u00f6d nende konstruktsiooni ja valmistamise t\u00e4iustamiseks; liitiumioontehnoloogiat kasutatakse ka tahkete akude loomiseks, mis ei sisalda \u00fcldse elektrol\u00fc\u00fcdi.<\/p>\n
Liitiumioonakud paistavad akut\u00fc\u00fcpide seast silma \u00e4\u00e4rmiselt suure energiatihedusega, mis t\u00e4hendab, et v\u00e4iksemad elemendid suudavad anda sama palju energiat kui suuremad akud - see on ideaalne kaasaskantavate seadmete, n\u00e4iteks telefonide ja digikaamerate, elektris\u00f5idukite, vabaajas\u00f5idukite ja muude seadmete jaoks, mis vajavad t\u00f5husat energiat, kuid samas on kerged.<\/p>\n
Seda t\u00fc\u00fcpi aku peamiseks eeliseks on see, et selle puhul ei esine m\u00e4luefekti; seet\u00f5ttu saate kasutada selle t\u00e4ielikku mahtu, ilma et peaksite muretsema, et selle t\u00f5husus aja jooksul v\u00e4heneb. Pange aga t\u00e4hele, et selle keemiline koostis ei talu v\u00e4ga h\u00e4sti kuumust, seega v\u00f5ib k\u00f5rgemal temperatuuril ladustamine p\u00f5hjustada parandamatuid kahjustusi.<\/p>\n
Seet\u00f5ttu on v\u00e4ga oluline lugeda hoolikalt aku kasutusjuhendit, et teada saada, kuidas aku eest k\u00f5ige paremini hoolitseda ja selle kasutusiga pikendada. \u00dcldiselt aitab aku eluiga maksimeerida ja tagada optimaalse j\u00f5udluse, kui seda jahedas hoida ja mitte \u00fcle laadida.<\/p>\n
Nikkel-kadmium- ja hiljem nikkel-metallh\u00fcdriidakud olid \u00fcle 100 aasta standardvalik kaasaskantavas elektroonikas alates mobiiltelefonidest kuni s\u00fclearvutiteni, kuni 1990ndate alguses tekkis alternatiivse tehnoloogiana liitium-ioonakud. Liitium-ioonakud on oma eelk\u00e4ijatest kergemad ja v\u00f5imsamad, samas on neil kahekordne energiatihedus ning nad on v\u00f5imelised laadima\/laadima 3,6 V juures, mis v\u00f5imaldab konstrueerida vaid \u00fche elemendiga akupakette.<\/p>\n
Liitiumakusid v\u00f5ib leida s\u00fclearvutites, elektris\u00f5idukites ja juhtmeta elektrit\u00f6\u00f6riistades. Liitiumakud sobivad suurep\u00e4raselt p\u00e4ikeseenergia salvestamiseks, kuna nad laadivad ja t\u00fchjenevad kiiresti - nad sobivad ka suurep\u00e4raseks varutoitelahenduseks, n\u00e4iteks UPS-s\u00fcsteemidesse v\u00f5i h\u00e4daolukorra toiteallikatesse.<\/p>\n
Temperatuur ja kasutusviisid m\u00f5jutavad oluliselt liitium-ioonakude kasutusiga, sealhulgas lagunemine, mis on tingitud nii kuumusest kui ka sagedasest \u00fclelaadimisest. Kuumus kiirendab lagunemist, samas kui sage \u00fclelaadimine kiirendab seda veelgi; liitiumioonakusid ei tohiks kunagi pikema aja jooksul \u00e4\u00e4rmuslikele temperatuuridele kokku puutuda.<\/p>\n
On olemas erinevaid liitiumioonakusid, millest iga\u00fchel on oma eelised ja puudused. Teie rakendus, eelarve ja ohutustolerants aitavad m\u00e4\u00e4rata, milline liitiumaku t\u00fc\u00fcp vastab teie vajadustele k\u00f5ige paremini. Neli k\u00f5ige levinumat akut\u00fc\u00fcpi on LiCoO2, LiNMC, LiMnPO4 ja liitiumpol\u00fcmeerakud - iga\u00fcks neist pakub oma erinevat keemiat, kuid jagab samas selliseid p\u00f5hit\u00f5desid nagu liitiumioonide kasutamine elektrienergia salvestamiseks, mis on kaitstud isoleeriva kihiga, et kaitsta elektroode \u00fcksteise eest, ja kaitstud anoodimaterjaliga nagu LiCoO2; LiNMC kasutab mangaani ja nikli kombineeritud katoode, mis pakub nii suurt spetsiifilist energiat kui ka suurep\u00e4rast stabiilsust - iga\u00fcks neist pakub suurt spetsiifilist energiat j\u00f5udlust taskukohaste kuludega!<\/p>\n
Liitiumioonakud on h\u00e4davajalik tehnoloogia meie transpordi- ja elektrisektori \u00fcleminekul fossiilk\u00fctustelt taastuvatele energiaallikatele. T\u00e4nu akude pikale elueale, suurele energiatihedusele ja kiirlaadimisv\u00f5imele sobivad liitiumioonakud ideaalselt elektris\u00f5idukite, elektriliste t\u00f6\u00f6riistade v\u00f5i s\u00fclearvutite toitmiseks, suurendades samal ajal tarbijate teadlikkust energiakasutuse kohta.<\/p>\n
Liitiumioonakud v\u00f5ivad pakkuda palju keskkonnaalaseid eeliseid, kuid nende tootmine ja k\u00f5rvaldamine on siiski keskkonnam\u00f5juga. Liitiumioonakud sisaldavad tuleohtlikku vedelat elektrol\u00fc\u00fcdi, mis v\u00f5ib eba\u00f5igesti k\u00f5rvaldamisel keskkonda paisata m\u00fcrgiseid aineid, mis ohustavad pinnase ja vee kvaliteeti; eba\u00f5igesti k\u00f5rvaldamisel v\u00f5ivad need ka pr\u00fcgilates ja akude \u00fcmbert\u00f6\u00f6tlemiskohtades tulekahjusid tekitada.<\/p>\n
Liitium-ioonakude tootmine j\u00e4tab tohutu s\u00fcsiniku jalaj\u00e4lje, kuna nende tooraine kaevandamine ja kaevandamine maap\u00f5uest, n\u00e4iteks k\u00f5va kivimi kaevandamine iga kaevandatud tonni kohta vabastab 15 tonni CO2. Lisaks n\u00f5uab nende mineraalide kaevandamine tohutuid energiakoguseid, mis p\u00e4rinevad peamiselt fossiilsete k\u00fctuste p\u00f5letamisest kaevandamise eesm\u00e4rgil.<\/p>\n
Kaevandatud akukomponendid, nagu liitium, nikkel, koobalt, grafiit ja alumiiniumfoolium, tekitavad samuti kasvuhoonegaaside heitkoguseid, mis aitavad kaasa kliimamuutustele, samas kui nende transport ja tarnimine suurendavad meie planeedi s\u00fcsinikujalaj\u00e4lge veelgi.<\/p>\n
Kui liitiumioonakud j\u00f5uavad oma eluea l\u00f5ppu, muutuvad need elektroonikaj\u00e4\u00e4tmeteks (e-j\u00e4\u00e4tmeteks). Kahjuks ei ole paljud neist n\u00f5uetekohaselt ringlusse v\u00f5etud - sageli satuvad nad kaubanduslikesse j\u00e4\u00e4tmevoogudesse ja pr\u00fcgilatesse, kus neid v\u00f5idakse tahtmatult l\u00fchistada v\u00f5i ohtlikult lahti v\u00f5tta, et korjata v\u00e4\u00e4rtuslikke v\u00e4ikesi osi saagikoristuse eesm\u00e4rgil. See viib sageli tulekahjude tekkimiseni, mis aitavad veelgi kaasa kliimamuutustele.<\/p>\n
Liitiumpatareid sisaldavad ka muid metalle, nagu nikkel, koobalt ja vask, samuti orgaanilisi kemikaale ja plastikuid, mis v\u00f5ivad \u00e4raviskamisel lekkida m\u00fcrgiseid heitvesi veekogudesse ja p\u00f5hjustada tulekahjusid, kui need visatakse \u00e4ra j\u00e4\u00e4tmek\u00e4itluskeskustes; \u00dchendkuningriigi keskkonnateenuste liit teatas 250 patareip\u00f5lengust ainu\u00fcksi aastatel 2019-2020 j\u00e4\u00e4tmek\u00e4itluskeskustes! Lisaks sellele kujutavad liitiumpatareid purustamisel v\u00f5i l\u00e4bitorkamisel endast ohutusriski - need toimingud v\u00f5ivad nende katoode l\u00fchistada, mis viib sisemise p\u00f5lemiseni - Euroopa terase taaskasutajate konverentsi andmetel p\u00f5hjustasid 90% neist tulekahjudest v\u00e4ikesed liitiumpatareid!<\/p>\n
Praegune statistika n\u00e4itab, et ainult umbes viis protsenti patareidest kogu maailmas v\u00f5etakse ringlusse; paljud neist lihtsalt visatakse \u00e4ra v\u00f5i saadetakse otse pr\u00fcgilatesse. \u00dcks p\u00f5hjus v\u00f5ib olla nende keerukas koostis, n\u00e4iteks liitiumioonakud, mis sisaldavad tavaliselt 22% koobaltit, 5-10% niklit ja 5-7% liitiumi; lisaks v\u00f5ib neis olla 15% orgaanilisi kemikaale ja 7% plasti.<\/p>\n
Kuigi liitiumpatareide ringlussev\u00f5tt on tehniliselt v\u00f5imalik, on see protsess kallis ja aegan\u00f5udev, r\u00e4\u00e4kimata ebaefektiivsusest; energiasalvestusspetsialist selgitab, et t\u00f5eliselt t\u00f5husaks kasutamiseks on vaja k\u00f5rge puhtusastmega toorainet, mida meil praegu ei ole.<\/p>\n
PNNL on v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tanud murrangulise protsessi, mis h\u00f5lmab EOL-akude purustamist ja pulbristamist pulbriks, mis on oluline samm liitiumakude ringlussev\u00f5tu odavamaks muutmisel. H\u00fcdrometallurgiliste ja p\u00fcrometallurgiliste meetodite kasutamine vanades patareides sisalduvate metallide taaskasutamiseks uute patareide toorainena v\u00f5ib l\u00f5puks v\u00e4hendada n\u00f5udlust haruldaste maade mineraalide v\u00f5i metallide j\u00e4rele, mille tarnimine v\u00f5ib tulevikus olla piiratud.<\/p>\n
Materjalide ringlussev\u00f5tt viitab sisuliselt l\u00f5putu ts\u00fckli loomisele, mille k\u00e4igus akud alustavad oma teekonda sellest, et neid kasutatakse esmalt elektris\u00f5idukis, enne kui need v\u00f5etakse ringlusse ja suunatakse tagasi tootmisprotsessidesse.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Liitiumakud salvestavad energiat t\u00f5husalt, mist\u00f5ttu on nad suurep\u00e4rane valik kasutamiseks elektri- v\u00f5i vabaajas\u00f5idukites. Samuti s\u00e4ilitavad liitiumakud aja jooksul \u00e4\u00e4rmiselt k\u00f5rge laetuse taseme. Kuna liitiumioonid voolavad elektrol\u00fc\u00fcdi kaudu anoodilt katoodile, on populaarsed anoodimaterjalid s\u00fcsinik ja r\u00e4ni; katoodid koosnevad metalloksiididest, nagu spinell, nikkel-kobalt ...<\/p>\n