Què són les bateries de liti i com funcionen?

Què són les bateries d'ions de liti, de què estan fetes i quins avantatges tenen en comparació amb altres tecnologies d'emmagatzematge de bateries?

Proposades per primera vegada a la dècada de 1970 i produïdes comercialment per Sony l'any 1991, les bateries de liti s'utilitzen ara en telèfons mòbils, avions i cotxes.Malgrat diversos avantatges que els han portat a tenir un èxit creixent en la indústria energètica, les bateries d'ions de liti tenen alguns inconvenients i són un tema que suscita molta discussió.

Però què són exactament les bateries de liti i com funcionen?

De què estan fetes les bateries de liti?

Una bateria de liti està formada per quatre components clau.Té el càtode, que determina la capacitat i la tensió de la bateria i és la font dels ions de liti.L'ànode permet que el corrent elèctric flueixi a través d'un circuit extern i quan la bateria es carrega, els ions de liti s'emmagatzemen a l'ànode.

L'electròlit està format per sals, dissolvents i additius, i serveix com a conducte d'ions de liti entre el càtode i l'ànode.Finalment hi ha el separador, la barrera física que manté separats el càtode i l'ànode.

Pros i contres de les bateries de liti

Les bateries de liti tenen una densitat d'energia molt més alta que altres bateries.Poden tenir fins a 150 watts-hora (WH) d'energia per quilogram (kg), en comparació amb les bateries de níquel-hidrur metàl·lic a 60-70 WH/kg i les de plom àcid a 25 WH/kg.

També tenen una taxa de descàrrega més baixa que altres, perdent al voltant del 5% de la seva càrrega en un mes en comparació amb les bateries de níquel-cadmi (NiMH) que perden un 20% en un mes.

Tanmateix, les bateries de liti també contenen un electròlit inflamable que pot provocar incendis a petita escala.Va ser això el que va provocar les infames combustió del telèfon intel·ligent Samsung Note 7, que va obligar a Samsung a fer-hoproducció de ferrallai perdre 26.000 milions de dòlars en valor de mercat.Cal tenir en compte que això no ha passat amb les bateries de liti a gran escala.

Les bateries d'ions de liti també són més cares de produir, ja que podencosta gairebéUn 40% més de producció que les bateries de níquel-cadmi.

Competidors

Els ions de liti s'enfronten a la competència deuna sèrie de tecnologies alternatives de bateries,la majoria estan en fase de desenvolupament.Una d'aquestes alternatives són les bateries d'aigua salada.

En desenvolupament per Aquion Energy, estan formats per aigua salada, òxid de manganès i cotó per crear alguna cosa que es fa amb "materials abundants i no tòxics i tècniques modernes de fabricació de baix cost".Per això, són les úniques bateries del món que tenen la certificació cradle-to-cradle.

Similar a la tecnologia d'Aquion,La "bateria blava" d'AquaBattery utilitza una barreja d'aigua salada i dolçaflueix a través de les membranes per emmagatzemar energia.Altres tipus de bateries potencials inclouen les bateries alimentades amb orina del laboratori de robòtica de Bristol iUniversitat de Califòrnia Riversidebateria d'ions de liti que utilitza sorra en lloc de grafit per a l'ànode, donant lloc a una bateria que és tres vegades més potent que l'estàndard de la indústria.