鋰離子電池
鋰離子電池或鋰離子電池是鋰電池的一種
電動汽車的新興技術
智能手機、車載攝像頭、無人機、電動工具、電動摩托車、踏板車……如今，鋰電池在我們的日常生活中無處不在，並徹底改變了許多用例。 但它們實際上帶來了什麼？它們還能被開發嗎？
故事
1970 世紀 1986 年代，斯坦利·惠廷厄姆 (Stanley Whittingham) 推出了鋰離子電池。 後者的工作由 John B. Goodenow 和 Akiro Yoshino 於 1991 年繼續進行。 直到2019年，索尼才向市場推出了第一款同類電池，並開始了一場技術革命。 XNUMX年，三位共同發明人榮獲諾貝爾化學獎。
它是如何工作的呢？
鋰離子電池實際上是多個鋰離子電池的堆疊，可讓您存儲和返回電能。 電池由三個主要組件組成：正極（稱為陰極）、負極（稱為陽極）以及電解質（導電溶液）。
當電池放電時，陽極通過電解質向陰極發射電子，陰極又交換正離子。 充電時運動會發生變化。
因此，工作原理與“鉛”電池相同，只是這裡的鉛和氧化鉛電極被氧化鈷陰極取代，包括一些鋰和石墨陽極。 同樣，硫酸或水浴讓位於由鋰鹽組成的電解質。
如今，使用的電解質是液體形式，但研究正在轉向更安全、更耐用的固體電解質。
優點
為什麼鋰離子電池在過去20年裡取代了所有其他電池？
答案很簡單。 該電池具有出色的能量密度，因此與鉛、鎳電池相比，在重量減輕的情況下提供了相同的性能...
這些電池還具有相對較低的自放電（每月最多 10%），無需維護，並且沒有記憶效應。
最後，雖然它們比舊電池技術更昂貴，但它們比鋰聚合物 (Li-Po) 更便宜，並且比磷酸鋰 (LiFePO4) 更高效。
限制
然而，鋰離子電池並不完美，特別是如果完全放電，對電池的損害更大。 因此，為了防止它們過快失去屬性，最好不要等它們變平就加載它們。
首先，電池會帶來嚴重的安全風險。 當電池過載或降至 -5°C 以下時，鋰會通過每個電極的枝晶凝固。 當陽極和陰極通過枝晶連接時，電池會著火併爆炸。 諾基亞、富士通-西門子或三星都報告過很多案例，飛機上也發生過爆炸，所以現在禁止在貨艙內攜帶鋰離子電池，並且在機艙內登機往往在電量方面受到限制（超過160 Wh 禁止使用， 100 至160 Wh 需要許可）。
因此，為了應對這種現象，製造商引入了電子管理系統（BMS），該系統可以感應電池溫度、調節電壓並在出現異常情況時充當斷路器。 固體電解質或聚合物凝膠也是解決該問題的探索前景。
另外，為了避免過熱，電池充電在最後 20% 時會減慢，因此充電時間通常只在 80% 時公佈......
然而，鋰離子電池在日常使用中非常實用，但卻對環境產生了重大影響，首先是提取鋰，這需要天文數字的淡水，然後在其使用壽命結束時對其進行回收。 然而，回收或再利用正在逐年增加。
鋰離子的未來是什麼？
隨著研究越來越多地轉向污染更少、更耐用、生產成本更低或更安全的替代技術，鋰離子電池是否已發揮其潛力？
商業使用了三十年的鋰離子電池還沒有最終定論，其發展仍在不斷提高能量密度、充電速度或安全性。 這些年來我們已經看到了這一點，特別是在機動兩輪車領域，5年前踏板車的續航里程只有五十公里左右，現在有些摩托車的續航里程超過了200個終端。
革命的承諾也很多，例如 Nawa 碳電極、Jenax 可折疊電池、NGK 105°C 工作溫度……
不幸的是，研究經常面臨盈利能力和工業需求的嚴酷現實。 在替代技術，尤其是大家都在等待的鋰空氣技術的開發之前，鋰離子電池仍然擁有光明的未來，特別是在電動兩輪車領域，減重和占地面積是重要標準。
