Liitiumpatareisid leidub paljudes seadmetes, alates s\u00fclearvutitest ja digitaalkaameratest kuni elektriautode ja m\u00e4nguasjadeni. Kahjuks kujutavad liitiumakud endast mitmeid ohutusriske, sealhulgas \u00fclekuumenemine v\u00f5i plahvatamine ja tohutu kuumuse teke, mis v\u00f5ib p\u00f5hjustada kustutamatut tulekahju.<\/p>\n
Liitiumakud pakuvad suurt energiatihedust ja vastupidavust v\u00f5rreldes plii- v\u00f5i niklip\u00f5histe analoogidega, kuna nende keemiline koostis v\u00f5imaldab suuremat energiatihedust ts\u00fckli kohta ja pikemat kasutusiga. Liitiumaku komponentide hulka kuuluvad anood- ja katoodelektroodid, separaator ja elektrol\u00fc\u00fctlahus.<\/p>\n
Liitiumioonakud toidavad mitmesuguseid seadmeid alates pihuelektroonikast ja elektris\u00f5idukitest kuni koduste energiasalvestuss\u00fcsteemide ja koduste energiajaotusv\u00f5rkudeni. Kahjuks v\u00f5ivad liitium-ioonakud olla ohtlikud, kui neid kahjustatakse v\u00f5i kasutatakse valesti - liitium-ioonakude p\u00f5hjustatud tulekahjud levivad sageli kiiresti l\u00e4heduses asuvate m\u00f6\u00f6bliesemete kaudu, enne kui neid saab kustutada vee v\u00f5i traditsiooniliste tulekustutitega; seega peaksid liitiumakusid alati k\u00e4sitsema ainult koolitatud t\u00f6\u00f6tajad, kes m\u00f5istavad nende v\u00f5imeid korralikult.<\/p>\n
Liitium-ioonaku tulekahju v\u00f5ib olla p\u00f5hjustatud \u00fclekuumenemisest, liigsest soojuse tekkimisest v\u00f5i f\u00fc\u00fcsilisest kahjustusest, mis on tekkinud eba\u00f5igel laadimisel, ladustamisel v\u00f5i transportimisel. T\u00e4nu suurele energiatihedusele on need akud eriti tulekahju- ja plahvatusohtlikud.<\/p>\n
Kuna liitiumioonakud l\u00e4henevad j\u00e4tkuvalt oma teoreetilise energiatiheduse piirile, t\u00f6\u00f6tavad tootjad tootmismeetodite t\u00e4iustamise ja ohutuse suurendamise kallal. See h\u00f5lmab uute testide rakendamist, mis v\u00f5imaldavad varakult tuvastada probleeme - n\u00e4iteks naeltestid, mis v\u00f5ivad p\u00f5hjustada aku sisemise struktuuri purunemise ja plahvatuse.<\/p>\n
Liitiumioonakud, mis kuumenevad \u00fcle, v\u00f5ivad \u00fclekuumeneda ja plahvatada, tekitades \u00e4\u00e4rmiselt h\u00e4vitava tulekahju, mis v\u00f5ib kiiresti levida naaberelementidele aku sees, tekitades plahvatuste ahelreaktsiooni, mis v\u00f5ib omakorda h\u00e4vitada teisi akusid. Lisaks tekitab liitiumioonakude tulekahju m\u00fcrgiseid aurusid, mida on raske kustutada, kui need on kord s\u00fcttinud.<\/p>\n
Suurep\u00e4rane viis liitiumioonakude tulekahjude v\u00e4ltimiseks on tootjate seadmete v\u00f5i akude kasutamisel rangelt j\u00e4rgida tootja juhiseid, kasutada heakskiidetud laadimisseadmeid ja hoida akusid eemal p\u00f5levate materjalide l\u00e4heduses. Hoidke ka silm peal UL-m\u00e4rgiga toodete j\u00e4rele, mis n\u00e4itab, et ohutustesti on l\u00e4bitud ja vastab riiklikele standarditele; ja l\u00f5puks k\u00f5rvaldage k\u00f5ik patareid v\u00f5i akutoitega seadmed n\u00f5uetekohaselt - mitte pr\u00fcgikasti v\u00f5i ringlusse koos majapidamisj\u00e4\u00e4tmetega!<\/p>\n
Hoidke t\u00e4helepanelikult silma peal liitium-ioonakude rikke hoiatusm\u00e4rke, n\u00e4iteks neid akusid kasutavate seadmete paisumist, lekkimist v\u00f5i gaasi eraldumist - n\u00e4iteks paisumist, lekkimist ja gaasi eraldumist - ning l\u00f5petage nende ilmnemisel kohe oma seadme kasutamine ja j\u00e4rgige oma kodust tulekahju kustutamise plaani. Peale selle, kui seadmeid enam ei kasutata, tuleb need alati ringlusse v\u00f5tta, sest nende m\u00fcrgised ained v\u00f5ivad pr\u00fcgilate kaudu sattuda keskkonda.<\/p>\n
Liitium-ioonakud on olnud \u00fcks t\u00e4nap\u00e4eva ajaloo suurimaid tehnoloogilisi saavutusi, mis toidab kaasaskantavat tarbeelektroonikat, n\u00e4iteks s\u00fclearvuteid, mobiiltelefone, elektriautosid ja elektrienergia salvestamise lahendusi. Kuid liitiumioonakud on avaldanud ka m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rset m\u00f5ju keskkonnale, kui neid ei ole k\u00f5rvaldamisel vastutustundlikult k\u00e4ideldud. Paljud kasutuselt k\u00f5rvaldatud liitium-ioonakud satuvad pr\u00fcgilatesse, kus nende m\u00fcrgised kemikaalid v\u00f5ivad lekkida ja reostada pinnast ja veevarusid. liitium-ioonakud v\u00f5ivad teadaolevalt s\u00fcttida, p\u00f5hjustades suuri pr\u00fcgilap\u00f5lenguid, mis p\u00f5levad aastaid ning saastavad nii \u00f5hku kui ka pinnast raskemetallidega, n\u00e4iteks nikli ja koobalti sisaldusega. \u00d5nneks saab neid aga ka ringlusse v\u00f5tta ja taaskasutada, pakkudes keskkonnas\u00f5bralikku alternatiivi fossiilsetele k\u00fctustele.<\/p>\n
Liitiumpatareide suurim keskkonnam\u00f5ju tuleneb nende toorainetest. Enamik liitiumist saadakse L\u00f5una-Ameerikas asuvatest soolasooladest, kus kaevandusettev\u00f5tted kasutavad selle kaevandamiseks tohutul hulgal vett, ammendades looduslikke maa-aluseid joogiveevarusid kohalikele kogukondadele, kellel on raskusi puhta joogivee k\u00e4ttesaamisega. Lisaks sellele on paljud kaevandamise k\u00e4igus kasutatavad kemikaalid ohtlikud nii inimeste tervisele kui ka keskkonnale.<\/p>\n
Kobalt, mis on \u00fcks enamiku kaasaegsete liitiumioonakude p\u00f5hielemente, v\u00f5ib avaldada kahjulikku m\u00f5ju keskkonnale, kuna seda kaevandatakse Kesk-Aafrikas s\u00f5ja ja konflikti t\u00f5ttu r\u00e4situd piirkondades; lisaks sellele on koobaltikaevandamistoimingud seotud arvukate inim\u00f5iguste rikkumistega.<\/p>\n
Seoses kasvava n\u00f5udlusega liitiumioonakude j\u00e4rele kaevandatakse maast igal aastal \u00fcha rohkem koobaltit ja niklit. On p\u00fc\u00fctud leida alternatiivseid materjale, mis sobivad liitiumioonakude jaoks; r\u00e4ni nanodraatanoodid on \u00fcks selline eluj\u00f5uline v\u00f5imalus, millel on v\u00e4iksem keskkonnam\u00f5ju kui traditsioonilisel katoodimaterjalil.<\/p>\n
liitium-ioonakud pakuvad fossiilk\u00fctustega v\u00f5rreldes m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rseid keskkonnaalaseid eeliseid. Nad mitte ainult ei v\u00e4henda kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja aitavad v\u00e4hendada meie s\u00f5ltuvust ebat\u00f5husatest s\u00f6etehastest, vaid nad v\u00f5ivad ka m\u00e4ngida olulist rolli p\u00e4ikesepaneelide kasutuselev\u00f5tu suurendamisel, salvestades p\u00e4ikeseenergiat \u00f6iseks kasutamiseks.<\/p>\n
Liitiumakud on eri kujuga ja suurusega, et vastata erinevatele rakendustele, samuti on neid v\u00f5imalik kohandada energiat\u00f5hususe, kulude ja ohutuse seisukohast. Taaslaetavaid liitiumakusid on ohutu transportida, kui laadimise\/laadimise ajal rakendatakse n\u00f5uetekohaseid ettevaatusabin\u00f5usid; nad on kerged ja suure energiatihedusega. Nad on ka keskkonnas\u00f5bralikud ja vajavad v\u00e4he hooldust.<\/p>\n
Varajased laetavad liitiumakud ehitati liitiummetallist, kuid ohutusprobleemid takistasid selle laialdast kasutuselev\u00f5ttu. Seej\u00e4rel p\u00f6\u00f6rdusid teadusuuringud selle asemel mittemetalliliste liitiumioonide poole, mida t\u00f6\u00f6stusharu spetsialistid peavad ohutumaks. Liitiumioonakud pakuvad nikkelkaadmiumakudega v\u00f5rreldes paremat energiatihedust ja j\u00f5udlust, laadides samal ajal kiiresti ja pika elueaga.<\/p>\n
Li-ioonakud sisaldavad kolme p\u00f5hielementi: anoodi, katoodi ja elektrol\u00fc\u00fcdi. Iga anood ja katood salvestavad liitiumioone, samal ajal kui elektrol\u00fc\u00fct transpordib positiivselt laetud liitiumioone aku \u00fchelt k\u00fcljelt teisele l\u00e4bi separaatori; kui need liitiumioonid liiguvad anoodide vahel l\u00e4bi separaatori, tekitavad nad vabu elektrone, mis liiguvad l\u00e4bi negatiivse voolukollektori, mis on \u00fchendatud v\u00e4lise seadmega.<\/p>\n
Liitiumioonakud sisaldavad elektrol\u00fc\u00fcdi, mis koosneb orgaanilistes lahustites, nagu dimet\u00fc\u00fclkarbonaat, dietoks\u00fcetaan ja dioks\u00fclaan, lahustatud liitiumsooladest, et v\u00e4ltida metallilise liitiumi katlakivi tekkimist ja minimeerida aku lagunemist. Li-ioonaku elektrol\u00fc\u00fctidel on k\u00f5rge keemistemperatuur, madal viskoossus ja suurep\u00e4rane termiline stabiilsus, mis v\u00f5imaldavad k\u00f5rgeid elektrijuhtivuskiirusi ja kiirustehnoloogilisi v\u00f5imeid. Suurema ohutuse tagamiseks ja kergemate akude valmistamiseks v\u00f5ib lisada ka tahke pol\u00fcmeerelektrol\u00fc\u00fcdi. Cho et al. kasutasid pol\u00fcakr\u00fc\u00fclnitriili (PAN). Nad kombineerisid elektrospunitud PAN nanokiudude ja sulfoonitud SEBSi t\u00e4iustatud mikropoorseks lausmembraaniks, millel on parem ioonjuhtivus ja suuremad s\u00e4ilitamisv\u00f5imsused kui puhtal PANil.<\/p>\n
Liitium-ioonakud pakuvad t\u00e4nu oma suurele spetsiifilisele energiasisaldusele ja energiatihedusele l\u00fchikesi v\u00f5imsusi ja pikemat s\u00f5iduraadiust elektris\u00f5idukite, kaasaskantava elektroonika ja taastuvenergia v\u00f5rgu jaoks, mis muudab need praktiliseks alternatiiviks naftap\u00f5histele k\u00fctuseelementidele v\u00f5i p\u00f5levk\u00fctustele. Kahjuks v\u00f5ivad liitiumioonakud aja jooksul vananemisega kaasneda v\u00f5imsuse v\u00e4henemine.<\/p>\n
Liitium-ioonakud pakuvad rohkem energiat pakendi kohta kui pliiakud, olles samas kergemad, mist\u00f5ttu sobivad nad rakendustesse, kus ruumi on v\u00e4he. Lisaks sellele on liitiumakud palju ohutumad kui nende liitium-koobaltoksiidist analoogid, mis v\u00f5ivad p\u00f5hjustada termilist l\u00e4bikukkumist. Lisaks sellele on liitiumakud ka odavamad, pakkudes samasugust energiatoodangut poole odavamalt.<\/p>\n
Need akud on varustatud mittevesip\u00f5histe elektrol\u00fc\u00fctidega, et kaitsta nende aktiivseid materjale vee eest, mis reageerib liitiumiga, moodustades m\u00fcrgist liitiumh\u00fcdroksiidi ja vesinikgaasi, mis v\u00f5ib takistada termilist l\u00e4bikukkumist. Selline l\u00e4henemisviis piirab siiski laadimis- ja t\u00fchjendamisv\u00f5imalusi ning laadimis- ja t\u00fchjendamisv\u00f5imsust; tavaliselt kasutatakse nende ohutuse tagamiseks orgaanilisi karbonaate, nagu et\u00fcleen\/prop\u00fcleenkarbonaat, sest anoodiks kasutatav s\u00fcsinikumaterjal on sageli grafiit, millel on madal liitumisv\u00f5ime, kuid k\u00f5rge liitiumi eemaldamise pinge, mis piirab difusiooni s\u00fcsinikumaterjalidesse, mist\u00f5ttu need akud on \u00fcldiselt v\u00e4hem t\u00f5husad.<\/p>\n
Liitiumioonelemendid salvestavad liitiumioone elektroodidesse interkalatsiooniprotsessi teel. T\u00fchjenemisel vabastavad positiivsed elektroodid (katoodid) liitiumioone negatiivsetele elektroodidele (anoodid), kust neid saab seej\u00e4rel laadimise ajal eraldada; nende p\u00f6\u00f6rduv mahtuvus s\u00f5ltub nii nende redoks-omadustest kui ka kasutatud aktiivsete materjalide keemilisest stabiilsusest.<\/p>\n
Raku sees toimuvad redoksreaktsioonid vajavad v\u00e4lise vooluahela kaudu saadavat energiat, mis muundatakse akus elektrokeemiliste protsesside kaudu keemiliseks energiaks, mis seej\u00e4rel salvestatakse akus keemilise laenguna.<\/p>\n
Liitium-ioonakud on madala enesepuhastuse m\u00e4\u00e4raga, mis t\u00e4hendab, et nad s\u00e4ilitavad oma laetuse kauem kui muud t\u00fc\u00fcpi akud ja on seega ideaalne lahendus varutoites\u00fcsteemide ja raadioamat\u00f6\u00f6ride jaoks. Jahedates kohtades s\u00e4ilitades v\u00f5ivad liitiumioonakud hoida oma laetust isegi aastaid!<\/p>\n
Li-ioonakud v\u00f5ivad tunduda keskkonnas\u00f5bralikud, kuid nende tekitatud kasvuhoonegaaside heitkogused on suuremad kui muude akutehnoloogiate puhul. See tuleneb peamiselt sellest, et nende tootmisel kasutatakse fossiilk\u00fctuseid elektrienergia tootmiseks, kuid anoodipasta, elektroodisubstraadid ja elektrol\u00fc\u00fct moodustavad vaid 44% aku massist, mist\u00f5ttu nende m\u00f5ju kasvuhoonegaaside heitkogustele ei ole v\u00e4ga suur.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Lithium batteries can be found in numerous devices, from laptops and digital cameras to electric cars and toys. Unfortunately, lithium batteries pose several safety risks, including overheating or exploding and producing an enormous amount of heat which could result in an inextinguishable fire. Lithium batteries offer high energy density and durability compared to their lead …<\/p>\n