Apakah bateri litium dan bagaimana ia berfungsi?

Apakah bateri litium ion, diperbuat daripada apa dan apakah faedahnya berbanding dengan teknologi penyimpanan bateri lain?

Pertama kali dicadangkan pada tahun 1970-an dan dikeluarkan secara komersial oleh Sony pada tahun 1991, bateri litium kini digunakan dalam telefon bimbit, kapal terbang dan kereta.Walaupun terdapat beberapa kelebihan yang telah membawa mereka kepada peningkatan kejayaan dalam industri tenaga, bateri ion litium mempunyai beberapa kelemahan dan merupakan topik yang menimbulkan banyak perbincangan.

Tetapi apakah sebenarnya bateri litium dan bagaimana ia berfungsi?

Bateri litium diperbuat daripada apa?

Bateri litium terdiri daripada empat komponen utama.Ia mempunyai katod, yang menentukan kapasiti dan voltan bateri dan merupakan sumber ion litium.Anod membolehkan arus elektrik mengalir melalui litar luaran dan apabila bateri dicas, ion litium disimpan dalam anod.

Elektrolit terbentuk daripada garam, pelarut dan bahan tambahan, dan berfungsi sebagai saluran ion litium antara katod dan anod.Akhirnya terdapat pemisah, penghalang fizikal yang memisahkan katod dan anod.

Kebaikan dan keburukan bateri litium

Bateri litium mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih tinggi daripada bateri lain.Mereka boleh mempunyai sehingga 150 watt-jam (WH) tenaga setiap kilogram (kg), berbanding bateri hidrida nikel-logam pada 60-70WH/kg dan bateri asid plumbum pada 25WH/kg.

Mereka juga mempunyai kadar nyahcas yang lebih rendah daripada yang lain, kehilangan kira-kira 5% daripada cas mereka dalam sebulan berbanding bateri nikel-kadmium (NiMH) yang kehilangan 20% dalam sebulan.

Walau bagaimanapun, bateri litium juga mengandungi elektrolit mudah terbakar yang boleh menyebabkan kebakaran bateri berskala kecil.Inilah yang menyebabkan pembakaran telefon pintar Samsung Note 7 yang terkenal, yang memaksa Samsung melakukannyapengeluaran sekerapdan kehilangan $26bn dalam nilai pasaran.Perlu diingatkan bahawa ini tidak berlaku kepada bateri litium skala besar.

Bateri litium-ion juga lebih mahal untuk dihasilkan, seperti yang bolehkos hampir40% lebih banyak untuk dihasilkan daripada bateri nikel-kadmium.

Pesaing

Litium-ion menghadapi persaingan daripadabeberapa teknologi bateri alternatif,kebanyakannya dalam peringkat pembangunan.Salah satu alternatif tersebut ialah bateri berkuasa air masin.

Dalam pembangunan oleh Aquion Energy, ia terbentuk daripada air masin, mangan oksida dan kapas untuk mencipta sesuatu yang dibuat menggunakan 'bahan yang banyak, tidak toksik dan teknik pembuatan kos rendah moden.'Oleh kerana itu, mereka adalah satu-satunya bateri di dunia yang diperakui dari buaian ke buaian.

Sama seperti teknologi Aquion,'Bateri Biru' AquaBattery menggunakan campuran garam dan air tawarmengalir melalui membran untuk menyimpan tenaga.Jenis bateri lain yang berpotensi termasuk bateri berkuasa air kencing Bristol Robotics Laboratory danUniversiti California Riversidebateri litium ion yang menggunakan pasir dan bukannya grafit untuk anod, membawa kepada bateri yang tiga kali lebih berkuasa daripada standard industri.