Litija akumulatori efekt\u012bvi uzkr\u0101j ener\u0123iju, t\u0101p\u0113c tie ir lieliska izv\u0113le izmanto\u0161anai elektriskajos vai atp\u016btas transportl\u012bdzek\u013cos. Litija akumulatori ar\u012b ilgsto\u0161i saglab\u0101 \u013coti augstu uzl\u0101des l\u012bmeni.<\/p>\n
T\u0101 k\u0101 litija joni caur elektrol\u012btu pl\u016bst no anoda uz katodu, popul\u0101r\u0101kie anoda materi\u0101li ir ogleklis un sil\u012bcijs; katodu sast\u0101v\u0101 ir met\u0101lu oks\u012bdi, piem\u0113ram, spinelis, ni\u0137e\u013ca kobalta mang\u0101ns vai litija dzelzs fosf\u0101ts k\u0101 katodi.<\/p>\n
Litija jonu akumulatoriem ir bijusi viena no liel\u0101kaj\u0101m sek\u0101m nesen\u0101 v\u0113stur\u0113; tie bru\u0123\u0113ja ce\u013cu e-mobilit\u0101tes revol\u016bcijai un tagad kalpo k\u0101 galvenie t\u012br\u0101s ener\u0123ijas p\u0101rejas veicin\u0101t\u0101ji. T\u0101s tiek izmantotas arvien pla\u0161\u0101k\u0101 pat\u0113r\u0113t\u0101ju p\u0101rn\u0113s\u0101jam\u0101s elektronikas kl\u0101st\u0101 - kl\u0113pjdatoros un mobilajos telefonos, elektromobi\u013cos\/pievienojamajos hibr\u012bddzin\u0113jos\/m\u0101jsaimniec\u012bbas ener\u0123ijas uzglab\u0101\u0161anas sist\u0113m\u0101s utt.<\/p>\n
Baterijas sast\u0101v no pieciem galvenajiem elementiem: anoda, katoda, separatora starp elektrodiem, elektrol\u012bta \u0161\u0137\u012bduma, kas elektrol\u012bzes proces\u0101 transport\u0113 litija jonus, un str\u0101vas kolektoriem, kas izgatavoti no vara un alum\u012bnija savieno\u0161anai ar vadiem. Uzl\u0101d\u0113\u0161anas laik\u0101 \u0101r\u0113jais baro\u0161anas avots pievada p\u0101rsprieguma spriegumu, kas spie\u017e elektronus no pozit\u012bvajiem elektrodiem uz negat\u012bvajiem elektrodiem un elektrol\u012bzes ce\u013c\u0101 virza litija jonus starp anodu un katodu; izl\u0101d\u0113\u0161an\u0101s notiek pret\u0113ji: litija joni atst\u0101j vienu elektrodu un interkal\u0113jas starp elektrodiem, bet br\u012bvie elektroni izpl\u016bst caur vadiem, nodro\u0161inot str\u0101vu, kas darbina m\u016bsu ier\u012bces.<\/p>\n
Anodu var veidot no da\u017e\u0101diem materi\u0101liem, bet divi no popul\u0101r\u0101kajiem anoda materi\u0101liem ir graf\u012bts un litija kobalta oks\u012bds. Katodi parasti sast\u0101v no met\u0101liem, piem\u0113ram, ni\u0137e\u013ca-kobalta-alum\u012bnija vai litija-dzelzs-fosf\u0101ta; to \u0137\u012bmiskais sast\u0101vs galu gal\u0101 nosaka akumulatora veiktsp\u0113ju: piem\u0113ram, ni\u0137e\u013ca-kobalta-alum\u012bnija materi\u0101ls nodro\u0161ina ilg\u0101ku ciklu ilgumu, bet litija-dzelzs-fosf\u0101ts var b\u016bt ekonomisk\u0101ks.<\/p>\n
Pa\u0161laik liel\u0101k\u0101 da\u013ca LiB ra\u017eo\u0161anas izmaksu ir saist\u012bta ar elektrodu ra\u017eo\u0161anu un elementu apdari - diviem procesiem, kas ir vieni no laikietilp\u012bg\u0101kajiem un energoietilp\u012bg\u0101kajiem; tie kopum\u0101 pat\u0113r\u0113 aptuveni 40% akumulatora jaudas. Tom\u0113r, samazinoties izejvielu izmaks\u0101m un palielinoties ra\u017eo\u0161anas jaudai, LiB cen\u0101m laika gait\u0101 j\u0101turpina samazin\u0101ties.<\/p>\n
Nepareizi konstru\u0113tas un ra\u017eotas litija baterijas to uzliesmojo\u0161\u0101 \u0161\u0137idr\u0101 elektrol\u012bta d\u0113\u013c rada dro\u0161\u012bbas apdraud\u0113jumu, ja t\u0101s ir boj\u0101tas vai nepareizi uzl\u0101d\u0113tas, kas var izrais\u012bt ugunsgr\u0113ku vai spr\u0101dzienu. Lai samazin\u0101tu \u0161o risku, ir daudz str\u0101d\u0101ts pie to konstrukcijas un ra\u017eo\u0161anas uzlabo\u0161anas; litija jonu tehnolo\u0123ija tiek izmantota ar\u012b, lai rad\u012btu cietvielu baterijas bez elektrol\u012bta.<\/p>\n
Litija jonu akumulatori izce\u013cas starp uzl\u0101d\u0113jamiem akumulatoru veidiem ar \u012bpa\u0161i augstu ener\u0123ijas bl\u012bvumu, kas noz\u012bm\u0113, ka maz\u0101ki elementi var nodro\u0161in\u0101t t\u0101du pa\u0161u ener\u0123ijas daudzumu k\u0101 liel\u0101ki akumulatori - tas ir ide\u0101li piem\u0113rots t\u0101d\u0101m portat\u012bv\u0101m ier\u012bc\u0113m k\u0101 t\u0101lru\u0146i un digit\u0101l\u0101s kameras, elektriskajiem transportl\u012bdzek\u013ciem, atp\u016btas transportl\u012bdzek\u013ciem un cit\u0101m ier\u012bc\u0113m, kur\u0101m nepiecie\u0161ama efekt\u012bva jauda, vienlaikus saglab\u0101jot vieglu svaru.<\/p>\n
\u0160\u012b tipa akumulatora galven\u0101 priek\u0161roc\u012bba ir t\u0101, ka tam nepiem\u012bt atmi\u0146as efekts, t\u0101p\u0113c varat izmantot visu akumulatora jaudu, neuztraucoties, ka laika gait\u0101 tas k\u013c\u016bs maz\u0101k efekt\u012bvs. Tom\u0113r \u0146emiet v\u0113r\u0101, ka t\u0101 \u0137\u012bmiskais sast\u0101vs slikti panes karstumu, t\u0101p\u0113c uzglab\u0101\u0161ana augst\u0101k\u0101 temperat\u016br\u0101 var rad\u012bt neatgriezeniskus boj\u0101jumus.<\/p>\n
T\u0101p\u0113c ir \u013coti svar\u012bgi r\u016bp\u012bgi izlas\u012bt akumulatora lieto\u0161anas pam\u0101c\u012bbu, lai zin\u0101tu, k\u0101 vislab\u0101k to kopt un pagarin\u0101t t\u0101 kalpo\u0161anas laiku. Kopum\u0101, saglab\u0101jot akumulatoru v\u0113sum\u0101 un nep\u0101rl\u0101d\u0113jot to, tiks maksim\u0101li pagarin\u0101ts akumulatora darb\u012bbas laiks un nodro\u0161in\u0101ta optim\u0101la veiktsp\u0113ja.<\/p>\n
Vair\u0101k nek\u0101 100 gadus ni\u0137e\u013ca-kadmija un v\u0113l\u0101k ni\u0137e\u013ca-met\u0101lhidr\u012bda akumulatori bija standarta izv\u0113le p\u0101rn\u0113s\u0101jam\u0101s elektronikas ier\u012bc\u0113s, s\u0101kot no mobilajiem t\u0101lru\u0146iem l\u012bdz kl\u0113pjdatoriem, l\u012bdz 90. gadu s\u0101kum\u0101 k\u0101 alternat\u012bva tehnolo\u0123ija par\u0101d\u012bj\u0101s litija jonu akumulatori. Litija jonu elementi ir viegl\u0101ki un jaud\u012bg\u0101ki par saviem priek\u0161te\u010diem, turkl\u0101t tiem piem\u012bt divk\u0101r\u0161s ener\u0123ijas bl\u012bvums, k\u0101 ar\u012b tie sp\u0113j uzl\u0101d\u0113ties\/izl\u0101d\u0113ties ar 3,6 V spriegumu, kas \u013cauj izstr\u0101d\u0101t akumulatoru komplektus tikai ar vienu elementu.<\/p>\n
Litija akumulatori ir atrodami kl\u0113pjdatoros, elektriskajos transportl\u012bdzek\u013cos un bezvada elektriskajos instrumentos. Litija baterijas ir lieliski saules ener\u0123ijas uzglab\u0101\u0161anas risin\u0101jumi, jo t\u0101s \u0101tri uzl\u0101d\u0113jas un izl\u0101d\u0113jas - t\u0101s ir ar\u012b lieliski rezerves baro\u0161anas risin\u0101jumi, piem\u0113ram, UPS sist\u0113mas vai av\u0101rijas baro\u0161anas avoti.<\/p>\n
Temperat\u016bra un lieto\u0161anas paradumi ietekm\u0113 litija jonu akumulatora kalpo\u0161anas ilgumu, tostarp karstuma iedarb\u012bbas un bie\u017eas p\u0101rm\u0113r\u012bgas uzl\u0101des izrais\u012bto degrad\u0101ciju. Karstums pa\u0101trina degrad\u0101ciju, bet bie\u017ea uzl\u0101de to v\u0113l vair\u0101k pa\u0101trina; litija jonu baterijas nekad nedr\u012bkst ilgsto\u0161i pak\u013caut ekstrem\u0101l\u0101m temperat\u016br\u0101m.<\/p>\n
Ir da\u017e\u0101di litija jonu akumulatoru veidi, un katram no tiem ir savas priek\u0161roc\u012bbas un tr\u016bkumi. J\u016bsu lietojums, bud\u017eets un dro\u0161\u012bbas pielaides pal\u012bdz\u0113s noteikt, kur\u0161 litija akumulatora tips vislab\u0101k atbilst j\u016bsu vajadz\u012bb\u0101m. \u010cetri izplat\u012bt\u0101kie akumulatoru veidi ir LiCoO2, LiNMC, LiMnPO4 un litija polim\u0113ru akumulatori - katrs no tiem pied\u0101v\u0101 savu at\u0161\u0137ir\u012bgu \u0137\u012bmisko sast\u0101vu, bet tiem ir kop\u012bgi t\u0101di pamatelementi k\u0101 litija jonu izmanto\u0161ana elektrisk\u0101s ener\u0123ijas uzkr\u0101\u0161anai, ko aizsarg\u0101 izol\u0101cijas sl\u0101nis, lai pasarg\u0101tu elektrodus vienu no otra, un ko aizsarg\u0101 anoda materi\u0101ls, piem\u0113ram, LiCoO2; LiNMC izmanto mang\u0101na un ni\u0137e\u013ca kombin\u0113tos katodus, kas nodro\u0161ina gan augstu \u012bpatn\u0113jo ener\u0123iju, gan lielisku stabilit\u0101ti - katrs pied\u0101v\u0101 augstu \u012bpatn\u0113j\u0101s ener\u0123ijas veiktsp\u0113ju par pie\u0146emamu cenu!<\/p>\n
Litija jonu akumulatori ir neaizst\u0101jama tehnolo\u0123ija, lai transporta un elektroener\u0123ijas nozar\u0113s p\u0101rorient\u0113tos no fosil\u0101 kurin\u0101m\u0101 uz atjaunojamiem ener\u0123ijas avotiem. To ilgais akumulatoru darb\u012bbas laiks, augstais ener\u0123ijas bl\u012bvums un \u0101tr\u0101s uzl\u0101des iesp\u0113jas padara litija jonu akumulatorus ide\u0101li piem\u0113rotus elektrisko transportl\u012bdzek\u013cu, elektrisko instrumentu vai kl\u0113pjdatoru darbin\u0101\u0161anai, vienlaikus palielinot pat\u0113r\u0113t\u0101ju inform\u0113t\u012bbu par ener\u0123ijas izmanto\u0161anu.<\/p>\n
Litija jonu baterijas var pied\u0101v\u0101t daudz priek\u0161roc\u012bbu videi, tom\u0113r to ra\u017eo\u0161ana un izn\u012bcin\u0101\u0161ana joproj\u0101m rada ietekmi uz vidi. Litija jonu baterijas satur uzliesmojo\u0161u \u0161\u0137idro elektrol\u012btu, kas nepareizas utiliz\u0101cijas gad\u012bjum\u0101 var izdal\u012bt vid\u0113 toksiskas vielas, kuras apdraud augsnes un \u016bdens kvalit\u0101ti; nepareizi izmestas baterijas var izrais\u012bt ar\u012b ugunsgr\u0113kus atkritumu poligonos un bateriju p\u0101rstr\u0101des r\u016bpn\u012bc\u0101s.<\/p>\n
Litija jonu bateriju ra\u017eo\u0161ana rada milz\u012bgu oglek\u013ca dioks\u012bda emisiju p\u0113das nospiedumu, jo tiek veikta izejvielu ieguve un ieguve no zemes, piem\u0113ram, ieg\u016bstot cietos ie\u017eus, un katra ieg\u016bt\u0101 tonna rada 15 tonnu CO2. Turkl\u0101t \u0161o der\u012bgo izrakte\u0146u ieguvei ir nepiecie\u0161ams milz\u012bgs ener\u0123ijas daudzums, ko galvenok\u0101rt ieg\u016bst, sadedzinot fosilo kurin\u0101mo ieguves vajadz\u012bb\u0101m.<\/p>\n
Ieguvu\u0161\u0101s bateriju sast\u0101vda\u013cas, piem\u0113ram, litijs, ni\u0137elis, kobalts, graf\u012bts un alum\u012bnija folija, ar\u012b rada siltumn\u012bcefekta g\u0101zu emisijas, kas veicina klimata p\u0101rmai\u0146as, savuk\u0101rt to transport\u0113\u0161ana un pieg\u0101de palielina oglek\u013ca dioks\u012bda emisijas m\u016bsu plan\u0113tas oglek\u013ca dioks\u012bda p\u0113das.<\/p>\n
Kad litija jonu bateriju kalpo\u0161anas laiks ir beidzies, t\u0101s k\u013c\u016bst par elektroniskajiem atkritumiem (e-atkritumiem). Diem\u017e\u0113l daudzas no t\u0101m netiek pien\u0101c\u012bgi p\u0101rstr\u0101d\u0101tas - bie\u017ei vien t\u0101s non\u0101k komerci\u0101lo atkritumu pl\u016bsm\u0101s un izg\u0101ztuv\u0113s, kur t\u0101s var tikt nejau\u0161i sa\u012bsin\u0101tas vai nedro\u0161i izjauktas, lai ieg\u016btu mazas v\u0113rt\u012bgas deta\u013cas. Tas bie\u017ei noved pie ugunsgr\u0113kiem, kas v\u0113l vair\u0101k veicina klimata p\u0101rmai\u0146as.<\/p>\n
Litija baterijas satur ar\u012b citus met\u0101lus, piem\u0113ram, ni\u0137eli, kobaltu un varu, k\u0101 ar\u012b organisk\u0101s \u0137\u012bmisk\u0101s vielas un plastmasu, kas, izmetot baterijas, var nopl\u016bst \u016bdenstec\u0113s un izrais\u012bt ugunsgr\u0113kus, ja t\u0101s tiek izmestas atkritumu apstr\u0101des centros; Apvienot\u0101s Karalistes Vides pakalpojumu asoci\u0101cija zi\u0146oja par 250 bateriju ugunsgr\u0113kiem no 2019. l\u012bdz 2020. gadam tikai atkritumu apstr\u0101des centros! Turkl\u0101t litija baterijas rada dro\u0161\u012bbas risku, ja t\u0101s tiek saspiestas vai caurdurtas - \u0161\u0101das darb\u012bbas var rad\u012bt \u012bssavienojumu to katodos, izraisot iek\u0161\u0113jo deg\u0161anu - saska\u0146\u0101 ar Eiropas T\u0113rauda p\u0101rstr\u0101d\u0101t\u0101ju konferences datiem 90% no \u0161iem ugunsgr\u0113kiem izrais\u012bja mazas litija baterijas!<\/p>\n
Pa\u0161reiz\u0113j\u0101 statistika liecina, ka pasaul\u0113 tiek p\u0101rstr\u0101d\u0101ti tikai aptuveni pieci procenti bateriju; daudzas baterijas tiek vienk\u0101r\u0161i izmestas vai nos\u016bt\u012btas tie\u0161i uz izg\u0101ztuv\u0113m. Viens no iemesliem var\u0113tu b\u016bt to sare\u017e\u0123\u012btais sast\u0101vs, piem\u0113ram, litija jonu baterijas parasti satur 22% kobalta, 5-10% ni\u0137e\u013ca un 5-7% litija; turkl\u0101t taj\u0101s var b\u016bt ar\u012b 15% organisko \u0137\u012bmisko vielu un 7% plastmasas.<\/p>\n
Lai gan litija bateriju otrreiz\u0113ja p\u0101rstr\u0101de ir tehniski iesp\u0113jama, \u0161is process ir d\u0101rgs un laikietilp\u012bgs, nemaz nerun\u0101jot par to, ka tas ir neefekt\u012bvs; ener\u0123ijas uzglab\u0101\u0161anas speci\u0101lists skaidro, ka, lai baterijas b\u016btu patie\u0161\u0101m efekt\u012bvas, t\u0101m ir nepiecie\u0161amas augstas t\u012br\u012bbas pak\u0101pes izejvielas, kuru mums pa\u0161laik nav pieejams.<\/p>\n
PNNL ir izstr\u0101d\u0101jusi revolucion\u0101ru procesu, kas ietver nolietoto bateriju smalcin\u0101\u0161anu un pulveriz\u0113\u0161anu pulver\u012b, kas ir svar\u012bgs solis ce\u013c\u0101 uz l\u0113t\u0101ku litija bateriju p\u0101rstr\u0101di. Izmantojot hidrometalur\u0123ijas un pirometalur\u0123ijas metodes, lai atg\u016btu vec\u0101s baterij\u0101s eso\u0161os met\u0101lus izmanto\u0161anai par izejviel\u0101m jaunu bateriju izgatavo\u0161anai, var\u0113tu samazin\u0101t piepras\u012bjumu p\u0113c retzemju miner\u0101liem vai met\u0101liem, kuru pieg\u0101de n\u0101kotn\u0113 var tikt ierobe\u017eota.<\/p>\n
Materi\u0101lu aprites princips b\u016bt\u012bb\u0101 ir saist\u012bts ar bezgal\u012bga cikla izveidi, kur\u0101 baterijas s\u0101k savu ce\u013cu no pirm\u0101s izmanto\u0161anas elektromobil\u012b l\u012bdz otrreiz\u0113jai p\u0101rstr\u0101dei un atk\u0101rtotai izmanto\u0161anai ra\u017eo\u0161anas proces\u0101.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Lithium batteries store energy efficiently, making them an excellent choice for use in electric or recreational vehicles. Lithium batteries also maintain an extremely high level of charge over time. As lithium ions flow from anode to cathode via electrolyte, popular anode materials include carbon and silicon; cathodes consist of metal oxides like spinel, nickel cobalt …<\/p>\n