Litiumbatterier lagrar energi p\u00e5 ett effektivt s\u00e4tt, vilket g\u00f6r dem till ett utm\u00e4rkt val f\u00f6r anv\u00e4ndning i el- eller fritidsfordon. Litiumbatterier bibeh\u00e5ller ocks\u00e5 en extremt h\u00f6g laddningsniv\u00e5 \u00f6ver tid.<\/p>\n
Eftersom litiumjoner fl\u00f6dar fr\u00e5n anod till katod via elektrolyt, omfattar popul\u00e4ra anodmaterial kol och kisel; katoder best\u00e5r av metalloxider som spinel, nickel-kobolt-mangan eller litiumj\u00e4rnfosfat som katoder.<\/p>\n
Litiumjonbatterier har haft en av de st\u00f6rsta effekterna p\u00e5 senare tid; de banade v\u00e4g f\u00f6r revolutionen inom e-mobilitet och fungerar nu som viktiga m\u00f6jligg\u00f6rare f\u00f6r \u00f6verg\u00e5ngen till ren energi. De anv\u00e4nds f\u00f6r att driva ett v\u00e4xande utbud av b\u00e4rbar konsumentelektronik - b\u00e4rbara datorer och mobiltelefoner, elbilar\/plug-in-hybrider\/energilagringssystem i hemmet etc.<\/p>\n
Batterier best\u00e5r av fem huvudelement: en anod, en katod, en separator mellan elektroderna, en elektrolytl\u00f6sning som transporterar litiumjoner genom elektrolys samt str\u00f6mavtagare av koppar och aluminium f\u00f6r anslutning till ledningar. Vid laddning applicerar en extern str\u00f6mk\u00e4lla en \u00f6versp\u00e4nning som tvingar elektroner fr\u00e5n positiva elektroder till negativa elektroder och driver litiumjoner mellan anod och katod genom elektrolys; vid urladdning sker det omv\u00e4nda: litiumjoner l\u00e4mnar en elektrod och interkalerar mellan elektroderna medan fria elektroner fl\u00f6dar ut via ledningar och ger str\u00f6m som driver v\u00e5ra enheter.<\/p>\n
En anod kan best\u00e5 av olika material, men grafit och litiumkoboltoxid \u00e4r tv\u00e5 av de mer popul\u00e4ra anodmaterialen. Katoder best\u00e5r vanligtvis av metaller som nickel-kobolt-aluminium eller litiumj\u00e4rnfosfat; deras kemiska sammans\u00e4ttning avg\u00f6r i slut\u00e4ndan batteriets prestanda: till exempel ger nickel-kobolt-aluminium l\u00e4ngre cykellivsl\u00e4ngd medan litiumj\u00e4rnfosfat kan vara mer kostnadseffektivt.<\/p>\n
F\u00f6r n\u00e4rvarande g\u00e5r merparten av produktionskostnaderna f\u00f6r LiB till elektrodtillverkning och cellfinish - tv\u00e5 processer som \u00e4r bland de mest tids- och energikr\u00e4vande; de anv\u00e4nder sammanlagt cirka 40% av batterikapaciteten. Med sjunkande r\u00e5varukostnader och \u00f6kad produktionskapacitet b\u00f6r dock LiB-priserna forts\u00e4tta att sjunka \u00f6ver tiden.<\/p>\n
P\u00e5 grund av sin brandfarliga flytande elektrolyt utg\u00f6r felaktigt konstruerade och tillverkade litiumbatterier en s\u00e4kerhetsrisk n\u00e4r de skadas eller laddas felaktigt, vilket kan leda till br\u00e4nder eller explosioner. Mycket arbete har lagts ned p\u00e5 att f\u00f6rb\u00e4ttra design och tillverkning f\u00f6r att minska denna risk; litiumjontekniken utnyttjas ocks\u00e5 f\u00f6r att skapa solid state-batterier helt utan elektrolyt.<\/p>\n
Litiumjonbatterier utm\u00e4rker sig bland laddningsbara batterityper genom att ha en extremt h\u00f6g energit\u00e4thet, vilket inneb\u00e4r att mindre celler kan ge samma m\u00e4ngd str\u00f6m som st\u00f6rre batterier - perfekt f\u00f6r b\u00e4rbara enheter som telefoner och digitalkameror, elfordon, fritidsfordon och andra som kr\u00e4ver effektiv str\u00f6m samtidigt som de \u00e4r l\u00e4tta.<\/p>\n
Den h\u00e4r typen av batteri har som fr\u00e4msta f\u00f6rdel att det inte lider av minneseffekt, vilket inneb\u00e4r att du kan anv\u00e4nda dess fulla kapacitet utan att beh\u00f6va oroa dig f\u00f6r att det ska bli mindre effektivt med tiden. Observera dock att dess kemi inte t\u00e5l v\u00e4rme s\u00e4rskilt bra, s\u00e5 f\u00f6rvaring vid h\u00f6gre temperaturer kan orsaka irreparabel skada.<\/p>\n
D\u00e4rf\u00f6r \u00e4r det viktigt att noggrant l\u00e4sa igenom bruksanvisningen till ditt batteripaket f\u00f6r att veta hur du b\u00e4st tar hand om det och f\u00f6rl\u00e4nger dess livsl\u00e4ngd. Generellt g\u00e4ller att om du h\u00e5ller batteriet svalt och inte \u00f6verladdar det maximerar du batteriets livsl\u00e4ngd och s\u00e4kerst\u00e4ller optimal prestanda.<\/p>\n
Nickelkadmium- och senare nickelmetallhydridbatterier var standardvalet f\u00f6r b\u00e4rbar elektronik fr\u00e5n mobiltelefoner till b\u00e4rbara datorer i \u00f6ver 100 \u00e5r, tills litiumjon d\u00f6k upp som en alternativ teknik i b\u00f6rjan av 1990-talet. Litiumjonceller \u00e4r l\u00e4ttare och kraftfullare \u00e4n sina f\u00f6reg\u00e5ngare och har dubbel energit\u00e4thet samt kan laddas\/urladdas vid 3,6 V, vilket g\u00f6r det m\u00f6jligt att konstruera batteripaket med bara en cell.<\/p>\n
Litiumbatterier finns i b\u00e4rbara datorer, elfordon och sladdl\u00f6sa elverktyg. Litiumbatterier \u00e4r utm\u00e4rkta l\u00f6sningar f\u00f6r lagring av solenergi eftersom de laddas och urladdas snabbt - de \u00e4r ocks\u00e5 utm\u00e4rkta l\u00f6sningar f\u00f6r reservkraft, t.ex. UPS-system eller n\u00f6dstr\u00f6msf\u00f6rs\u00f6rjning.<\/p>\n
Temperatur och anv\u00e4ndningsm\u00f6nster har stor inverkan p\u00e5 litiumjonbatteriers livsl\u00e4ngd, inklusive nedbrytning som orsakas av v\u00e4rmeexponering och frekvent \u00f6verladdning. V\u00e4rme p\u00e5skyndar nedbrytningen medan frekvent \u00f6verladdning p\u00e5skyndar den ytterligare; litiumjonbatterier ska aldrig uts\u00e4ttas f\u00f6r extrema temperaturer under l\u00e4ngre perioder.<\/p>\n
Det finns olika typer av litiumjonbatterier, som alla har sina egna f\u00f6rdelar och nackdelar. Din applikation, budget och s\u00e4kerhetstolerans hj\u00e4lper dig att avg\u00f6ra vilken litiumbatterityp som b\u00e4st uppfyller dina behov. De fyra vanligaste batterityperna \u00e4r LiCoO2, LiNMC, LiMnPO4 och litiumpolymerbatterier - var och en med sin egen distinkta kemi samtidigt som de delar grundl\u00e4ggande egenskaper som att anv\u00e4nda litiumjoner f\u00f6r att lagra elektrisk energi, skyddas av ett isolerande skikt f\u00f6r att skydda elektroderna fr\u00e5n varandra och skyddas av ett anodmaterial som LiCoO2; LiNMC anv\u00e4nder kombinerade mangan- och nickelkatoder som erbjuder b\u00e5de h\u00f6g specifik energi och utm\u00e4rkt stabilitet - var och en erbjuder h\u00f6g specifik energiprestanda till \u00f6verkomliga kostnader!<\/p>\n
Litiumjonbatterier \u00e4r en oumb\u00e4rlig teknik f\u00f6r att st\u00e4lla om v\u00e5ra transport- och elsektorer fr\u00e5n fossila br\u00e4nslen till f\u00f6rnybara energik\u00e4llor. Deras l\u00e5nga batteritid, h\u00f6ga energit\u00e4thet och snabba laddningsf\u00f6rm\u00e5ga g\u00f6r litiumjonbatterier idealiska f\u00f6r att driva elfordon, elverktyg eller b\u00e4rbara datorer samtidigt som de \u00f6kar medvetenheten om energianv\u00e4ndning bland konsumenterna.<\/p>\n
Litiumjonbatterier kan erbjuda m\u00e5nga milj\u00f6m\u00e4ssiga f\u00f6rdelar, men deras tillverkning och avfallshantering medf\u00f6r fortfarande milj\u00f6p\u00e5verkan. Litiumjonbatterier inneh\u00e5ller brandfarlig flytande elektrolyt som, om de kasseras p\u00e5 ett felaktigt s\u00e4tt, kan sl\u00e4ppa ut giftiga \u00e4mnen i milj\u00f6n som hotar mark- och vattenkvaliteten; n\u00e4r de kasseras p\u00e5 ett felaktigt s\u00e4tt kan de ocks\u00e5 orsaka br\u00e4nder p\u00e5 deponier och batteri\u00e5tervinningsanl\u00e4ggningar.<\/p>\n
Tillverkningen av litiumjonbatterier ger ett enormt koldioxidavtryck p\u00e5 grund av gruvdrift och utvinning av r\u00e5material fr\u00e5n jorden, t.ex. brytning i h\u00e5rt berg d\u00e4r varje ton som utvinns sl\u00e4pper ut 15 ton CO2. Dessutom kr\u00e4ver utvinningen av dessa mineraler stora m\u00e4ngder energi, som fr\u00e4mst kommer fr\u00e5n f\u00f6rbr\u00e4nning av fossila br\u00e4nslen f\u00f6r utvinnings\u00e4ndam\u00e5l.<\/p>\n
Utvinningen av batterikomponenter som litium, nickel, kobolt, grafit och aluminiumfolie ger ocks\u00e5 upphov till utsl\u00e4pp av v\u00e4xthusgaser som bidrar till klimatf\u00f6r\u00e4ndringarna, medan transport och leverans av dessa komponenter \u00f6kar koldioxidutsl\u00e4ppen i v\u00e5r planets koldioxidavtryck ytterligare.<\/p>\n
N\u00e4r litiumjonbatterier n\u00e5r slutet av sin livsl\u00e4ngd blir de elektroniskt avfall (e-avfall). Tyv\u00e4rr \u00e4r det m\u00e5nga som inte \u00e5tervinns p\u00e5 r\u00e4tt s\u00e4tt - de hamnar ofta i kommersiella avfallsfl\u00f6den och p\u00e5 deponier d\u00e4r de kan kortslutas av misstag eller demonteras p\u00e5 ett os\u00e4kert s\u00e4tt f\u00f6r att f\u00e5 ut sm\u00e5 v\u00e4rdefulla delar f\u00f6r sk\u00f6rde\u00e4ndam\u00e5l. Detta leder ofta till br\u00e4nder som bidrar ytterligare till klimatf\u00f6r\u00e4ndringarna.<\/p>\n
Litiumbatterier inneh\u00e5ller \u00e4ven andra metaller som nickel, kobolt och koppar samt organiska kemikalier och plaster som, n\u00e4r de kasseras, kan l\u00e4cka giftiga \u00e4mnen ut i vattendrag och orsaka br\u00e4nder n\u00e4r de kasseras p\u00e5 avfallsanl\u00e4ggningar; UK Environmental Services Association rapporterade 250 batteribr\u00e4nder mellan 2019 och 2020 enbart p\u00e5 avfallsanl\u00e4ggningar! Dessutom utg\u00f6r litiumbatterier s\u00e4kerhetsrisker n\u00e4r de krossas eller punkteras - dessa \u00e5tg\u00e4rder kan kortsluta deras katoder, vilket leder till intern f\u00f6rbr\u00e4nning - enligt European Steel Recyclers Conference orsakades 90% av dessa br\u00e4nder av sm\u00e5 litiumbatterier!<\/p>\n
Aktuell statistik visar att endast cirka fem procent av batterierna i v\u00e4rlden \u00e5tervinns; m\u00e5nga sl\u00e4ngs helt enkelt eller skickas direkt till deponier. En anledning kan vara deras komplexa sammans\u00e4ttning, t.ex. litiumjonbatterier som vanligtvis inneh\u00e5ller 22% kobolt, 5-10% nickel och 5-7% litium; dessutom kan det finnas 15% organiska kemikalier och 7% plast i dem.<\/p>\n
\u00c4ven om det \u00e4r tekniskt m\u00f6jligt att \u00e5tervinna litiumbatterier \u00e4r processen dyr och tidskr\u00e4vande, f\u00f6r att inte tala om ineffektiv; en specialist p\u00e5 energilagring f\u00f6rklarar att de f\u00f6r att vara riktigt effektiva kr\u00e4ver r\u00e5material med h\u00f6g renhet som vi f\u00f6r n\u00e4rvarande inte har.<\/p>\n
PNNL har utvecklat en banbrytande process som inneb\u00e4r att uttj\u00e4nta batterier strimlas och pulveriseras till pulver, vilket \u00e4r ett viktigt steg mot att g\u00f6ra det billigare att \u00e5tervinna litiumbatterier. Genom att anv\u00e4nda hydrometallurgiska och pyrometallurgiska tekniker f\u00f6r att \u00e5tervinna metaller i gamla batterier och anv\u00e4nda dem som r\u00e5material i nya batterier kan man p\u00e5 sikt minska efterfr\u00e5gan p\u00e5 s\u00e4llsynta jordartsmetaller eller metaller som kan komma att begr\u00e4nsas i framtiden.<\/p>\n
I grund och botten handlar materialcirkularitet om att skapa en o\u00e4ndlig cykel d\u00e4r batterier b\u00f6rjar sin resa fr\u00e5n att f\u00f6rst anv\u00e4ndas i en elbil till att \u00e5tervinnas och \u00e5terf\u00f6ras till tillverkningsprocessen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Litiumbatterier lagrar energi p\u00e5 ett effektivt s\u00e4tt, vilket g\u00f6r dem till ett utm\u00e4rkt val f\u00f6r anv\u00e4ndning i el- eller fritidsfordon. Litiumbatterier bibeh\u00e5ller ocks\u00e5 en extremt h\u00f6g laddningsniv\u00e5 \u00f6ver tid. Eftersom litiumjoner str\u00f6mmar fr\u00e5n anod till katod via elektrolyt, inkluderar popul\u00e4ra anodmaterial kol och kisel; katoder best\u00e5r av metalloxider som spinel, nickelkobolt ...<\/p>\n