Ի՞նչ են լիթիումային մարտկոցները և ինչպես են դրանք աշխատում:

Ի՞նչ են լիթիումի իոնային մարտկոցները, ինչի՞ց են դրանք պատրաստված և ի՞նչ առավելություններ ունեն մարտկոցների պահպանման այլ տեխնոլոգիաների համեմատ:

Առաջին անգամ առաջարկվել է 1970-ականներին և կոմերցիոն արտադրության մեջ արտադրվել Sony-ի կողմից 1991 թվականին, լիթիումային մարտկոցներն այժմ օգտագործվում են բջջային հեռախոսներում, ինքնաթիռներում և մեքենաներում:Չնայած մի շարք առավելությունների, որոնք նրանց տանում են դեպի էներգետիկ արդյունաբերության աճող հաջողություններ, լիթիումի իոնային մարտկոցներն ունեն որոշ թերություններ և շատ քննարկման առարկա են:

Բայց կոնկրետ ինչ են լիթիումային մարտկոցները և ինչպես են դրանք աշխատում:

Ինչից են պատրաստված լիթիումային մարտկոցները:

Լիթիումի մարտկոցը կազմված է չորս հիմնական բաղադրիչներից.Այն ունի կաթոդ, որը որոշում է մարտկոցի հզորությունն ու լարումը և հանդիսանում է լիթիումի իոնների աղբյուրը։Անոդը թույլ է տալիս էլեկտրական հոսանքը հոսել արտաքին միացումով, և երբ մարտկոցը լիցքավորվում է, լիթիումի իոնները պահվում են անոդում:

Էլեկտրոլիտը ձևավորվում է աղերից, լուծիչներից և հավելումներից և ծառայում է որպես լիթիումի իոնների հաղորդիչ կաթոդի և անոդի միջև:Վերջապես կա տարանջատիչը՝ ֆիզիկական արգելքը, որը պահում է կաթոդն ու անոդը միմյանցից:

Լիթիումի մարտկոցների առավելություններն ու թերությունները

Լիթիումի մարտկոցները շատ ավելի մեծ էներգիայի խտություն ունեն, քան մյուս մարտկոցները:Նրանք կարող են ունենալ մինչև 150 Վտ/ժ էներգիա մեկ կիլոգրամի (կգ) դիմաց՝ համեմատած նիկել-մետաղական հիդրիդային մարտկոցների հետ՝ 60-70 Վտժ/կգ և կապարաթթվային մարտկոցների՝ 25 Վտժ/կգ:

Նրանք նաև ունեն լիցքաթափման ավելի ցածր արագություն, քան մյուսները՝ մեկ ամսվա ընթացքում կորցնելով լիցքավորման մոտ 5%-ը՝ համեմատած նիկել-կադմիումի (NiMH) մարտկոցների հետ, որոնք մեկ ամսվա ընթացքում կորցնում են 20%:

Այնուամենայնիվ, լիթիումային մարտկոցները պարունակում են նաև դյուրավառ էլեկտրոլիտ, որը կարող է առաջացնել փոքր մասշտաբով մարտկոցների հրդեհներ:Հենց դա էլ պատճառ դարձավ տխրահռչակ Samsung Note 7 սմարթֆոնի այրման, ինչը ստիպեց Samsung-ինջարդոնի արտադրությունև կորցնում է $26 մլրդ շուկայական արժեք:Հարկ է նշել, որ նման բան տեղի չի ունեցել լայնածավալ լիթիումային մարտկոցների հետ։

Լիթիում-իոնային մարտկոցների արտադրությունը նույնպես ավելի թանկ է, քանի որ նրանք կարող ենարժեքը մոտ40% ավելին արտադրվում է, քան նիկել-կադմիումային մարտկոցները:

Մրցակիցներ

Լիթիում-իոնը մրցակցում էմի շարք այլընտրանքային մարտկոցների տեխնոլոգիաներ,որոնց մեծ մասը զարգացման փուլում է։Նման այլընտրանքներից են աղի ջրի մարտկոցները:

Մշակվում է Aquion Energy-ի կողմից, դրանք ձևավորվում են աղի ջրից, մանգանի օքսիդից և բամբակից՝ ստեղծելու մի բան, որը պատրաստված է «առատ, ոչ թունավոր նյութերի և ժամանակակից էժան արտադրության տեխնիկայի» օգտագործմամբ։Այդ պատճառով նրանք աշխարհում միակ մարտկոցներն են, որոնք օրորոցից օրորոց հավաստագրված են:

Aquion-ի տեխնոլոգիայի նման,AquaBattery-ի «Blue Battery»-ն օգտագործում է աղի և քաղցրահամ ջրի խառնուրդհոսում է թաղանթների միջով՝ էներգիա կուտակելու համար:Մարտկոցների այլ հնարավոր տեսակները ներառում են Bristol Robotics Laboratory-ի մեզի վրա աշխատող մարտկոցները ևԿալիֆորնիայի Ռիվերսայդի համալսարանԼիթիումի իոնային մարտկոց, որն անոդի համար օգտագործում է ավազ, քան գրաֆիտ, ինչը հանգեցնում է մարտկոցի, որը երեք անգամ ավելի հզոր է, քան արդյունաբերության ստանդարտը: