Wat zijn lithium-ionbatterijen, waar zijn ze van gemaakt en wat zijn de voordelen in vergelijking met andere batterijopslagtechnologieën?
Voor het eerst voorgesteld in de jaren 1970 en commercieel geproduceerd door Sony in 1991, worden lithiumbatterijen nu gebruikt in mobiele telefoons, vliegtuigen en auto's.Ondanks verschillende voordelen die hebben geleid tot toenemend succes in de energie-industrie, hebben lithium-ionbatterijen enkele nadelen en zijn ze een onderwerp dat veel discussie oproept.
Maar wat zijn lithiumbatterijen precies en hoe werken ze?
Waar zijn lithiumbatterijen van gemaakt?
Een lithiumbatterij bestaat uit vier belangrijke componenten.Het heeft de kathode, die de capaciteit en spanning van de batterij bepaalt en is de bron van de lithiumionen.De anode laat de elektrische stroom door een extern circuit stromen en wanneer de batterij wordt opgeladen, worden lithiumionen in de anode opgeslagen.
De elektrolyt wordt gevormd uit zouten, oplosmiddelen en additieven en dient als de leiding van lithiumionen tussen de kathode en de anode.Ten slotte is er de separator, de fysieke barrière die de kathode en anode uit elkaar houdt.
Voor- en nadelen van lithiumbatterijen
Lithiumbatterijen hebben een veel hogere energiedichtheid dan andere batterijen.Ze kunnen tot 150 wattuur (WH) aan energie per kilogram (kg) hebben, vergeleken met nikkel-metaalhydridebatterijen van 60-70 WH/kg en loodzuurbatterijen van 25 WH/kg.
Ze hebben ook een lagere ontlading dan andere, ze verliezen ongeveer 5% van hun lading in een maand in vergelijking met nikkel-cadmium (NiMH) batterijen die 20% in een maand verliezen.
Lithiumbatterijen bevatten echter ook een ontvlambare elektrolyt die kleine batterijbranden kan veroorzaken.Dit was de oorzaak van de beruchte Samsung Note 7-smartphoneverbrandingen, waardoor Samsung gedwongen werd omschrootproductieen 26 miljard dollar aan marktwaarde verliezen.Opgemerkt moet worden dat dit niet is gebeurd met grootschalige lithiumbatterijen.
Lithium-ionbatterijen zijn ook duurder om te produceren, omdat ze dat kunnenkost bijna40% meer te produceren dan nikkel-cadmium-batterijen.
Concurrenten
Lithium-ion ondervindt concurrentie vaneen aantal alternatieve batterijtechnologieën,waarvan de meeste zich in een ontwikkelingsfase bevinden.Een voorbeeld van zo'n alternatief zijn batterijen op zout water.
In ontwikkeling door Aquion Energy, ze zijn gemaakt van zout water, mangaanoxide en katoen om iets te creëren dat is gemaakt met behulp van 'overvloedige, niet-toxische materialen en moderne goedkope productietechnieken'.Hierdoor zijn het de enige batterijen ter wereld die cradle-to-cradle gecertificeerd zijn.
Net als bij de technologie van Aquion,AquaBattery's 'Blue Battery' gebruikt een mix van zout en zoet waterstromen door membranen om energie op te slaan.Andere mogelijke batterijtypes zijn de door urine aangedreven batterijen van Bristol Robotics Laboratory enUniversity of California Riverside'slithium-ionbatterij die zand in plaats van grafiet gebruikt voor de anode, wat leidt tot een batterij die drie keer krachtiger is dan de industriestandaard.
Posttijd: 31 oktober-2022