Литий-иондық батареяларда не бар?

АвторыДжейк Моррисон, аппараттық жазушы|Сара Чен|Майк Паттерсон
Жарияланған:2025 жылғы 8 ақпан

Қазіргі уақытта қайта зарядталатын барлық дерлік литий-иондық батареяларда жұмыс істейді. Сіздің телефоныңыз, анық. Ноутбук. Дәл қазір киіп жүрген сымсыз құлаққаптар. Технология 1991 жылы Sony компаниясы бейнекамераларға арналған алғашқы литий-иондық ұяшықтарды коммерцияландыру кезінде пайда болды және содан бері ол барлық өнім санатында қолданылады.

Адамдар қарапайым тізімді күтіп, «литий-иондық аккумуляторлар неде» деп сұрайды, бірақ нақты жауап: үйіңізге барыңыз. Қайта зарядталатын құрылғыларды санаңыз. Бұл сіздің жауабыңыз.

Бұл батареялар зарядтау кезінде литий иондарын екі электрод- арасында катодқа разрядтау кезінде литий иондарын жылжыту арқылы энергияны сақтайды, оларды қосқанда кері бағытта. Химия күрделі естіледі, бірақ практикалық нәтиже қарапайым: ескі батарея түрлерімен салыстырғанда аз жерде көбірек қуат.

What Has Lithium Ion Batteries

Үш себеп. Энергия тығыздығы бәрінен асып түседі. Литий-иондық ұяшық бір килограммға 150-250 ватт-сағат жинайды. Оны 40-60 Вт/кг болатын никель-кадмиймен салыстырыңыз. Тіпті жақын емес.

Екіншіден, есте сақтау әсері жоқ. Есіңізде ме, ескі сымсыз телефондар, онда сіз батареяны толығымен төгуге тура келді, әйтпесе ол оның толық сыйымдылығын «ұмытып» қалады ма? Литий ионы мұны істемейді. Кез келген уақытта зарядтаңыз. Үшіншіден, -төмен зарядсыздану-олар зарядты сөреде ұстап, айына 2-3% жоғалтады, ал NiMH батареялары үшін 20%.

Құны да төмендеді. 90-шы жылдары бұл батареялар жеткілікті қымбат болды, сондықтан оларды тек премиум электроника пайдаланды. Енді олар долларлық дүкен USB зарядтағыштары үшін жеткілікті арзан. Жақсы, арзанжеткілікті-сілтілерге қарағанда қымбатырақ, бірақ қайта зарядталатындығы тез қайтарылады.

Смартфондар көш бастап тұр. iPhone 15 Pro-да 3274 мАч батарея бар. Samsung Galaxy S24 Ultra 5000 мАч сыйымдылығымен үлкенірек болады. Алдын ала төленген 50 доллардан 1500 долларлық флагмандарға дейінгі әрбір телефон литий-ионын{12}}әдетте литий кобальт оксиді (LCO) химиясын пайдаланады, себебі ол тар кеңістіктерде сыйымдылықты арттырады.

Ноутбуктер үлкенірек батареялармен жұмыс істейді, әдетте ультрабуктар үшін 50-80 Вт/сағ, жұмыс станциялары үшін 100 Вт/сағ. Шын мәнінде, 100 Вт сағ батареяларды ұшақтарда арнайы рұқсатсыз тасымалдаудың заңды шегі болып табылады, сондықтан ноутбук өндірушілері бұл санды мақсат етеді. FAA бұл ережені 2000-шы жылдары ұшақтарда кейбір литий батареялары іске қосқаннан кейін орнатты.

Планшеттер -iPad Pro шамамен 40 Вт сағ. Kindle Paperwhite? Кішкентай 6 Вт/сағ батарея, ол аптаға жетеді, себебі e{4}}сия сығу қуатын көрсетеді.

Содан кейін барлық басқа заттар бар. Сымсыз тышқандар мен пернетақталар (әдетте AAA-өлшемді литий-иондық ұяшықтар). Bluetooth динамиктері-JBL, Ultimate Ears, Bose, барлығы литий иондары. Ойын контроллері. Ақылды сағаттар. Фитнес трекерлері. Сымсыз қауіпсіздік камералары. Бейне есік қоңыраулары. Электрлік тіс щеткалары. Oral{11}}B iO сериясы зарядтар арасында екі апта бойы жарамды литий батареясын пайдаланады.

AirPods Pro құлаққаптар мен корпус арасында біріктірілген 1,98 Вт батарея сыйымдылығына ие. Белсенді шуды болдырмайды, кеңістіктік дыбысты өңдеуді және бірнеше сағат бойы сымсыз қосылымды қолдайтынын түсінбейінше, бұл көп естілмейді.

What Has Lithium Ion Batteries

Электрлік көліктер масштабты толығымен өзгертті. Tesla Model 3 Long Range 75 кВт/сағ батарея-бұл 75 000 ватт-сағат немесе шамамен 1500 смартфон батареясын жинақтайды. Тек батареяның салмағы шамамен 1000 фунт.

Көптеген электр машиналары телефондардағы кобальт{0}}ауыр жасушалардан гөрі никель-марганец кобальт (NMC) немесе литий темір фосфат (LFP) химиясын пайдаланады. NMC жақсы жылу тұрақтылығымен жақсы энергия тығыздығын ұсынады. LFP қауіпсіз және ұзағырақ қызмет етеді-BYD және Tesla қазір стандартты үлгілер үшін LFP пайдаланады. Сауда -төменгі энергия тығыздығы, сондықтан бірдей ауқым үшін көбірек ұяшықтар қажет.

Ford F-150 Lightning 131 кВт/сағ қол жетімді. Rivian R1T Max Pack конфигурациясында 135 кВт/сағ дейін жетеді. Lucid Air Dream Range 112 кВт/сағ қуатқа ие және 500 мильден астам EPA ауқымын алады, өйткені олардың қозғалтқыштары мен электроникалары өте тиімді.

Электрлік велосипедтер дамып келеді. Rad Power Bikes әдетте 48V 14Ah пакеттерін (672 Вт сағ) пайдаланады. Мамандандырылған немесе Trek ұсынған жоғары-соңғы e-велосипедтер 500-700 Вт/сағ батареялармен жұмыс істейді. E{10}}скутерлері кішірек-Xiaomi M365 280 Вт/сағ пайдаланады, Құс және Лаймды жалға алған скутерлері ұқсас қуаттармен жұмыс істейді.

Электрлік мотоциклдер әлі де тауашалар, бірақ өсіп келеді. Zero Motorcycles SR/F 14,4 кВт/сағ аккумуляторға ие. Energica Ego+ 21,5 кВт/сағ. Ұзақ тас жол сапарлары үшін әлі жеткіліксіз, бірақ жету.

Қайықтар да келе жатыр. X Shore Eelex 8000 электр қайығы 125 кВт/сағ аккумулятор жинағымен жұмыс істейді. Candela C-8 гидрофолді қайығы 44 кВт/сағ пайдаланады және кедергіні азайту үшін судың үстінде «ұшады». Arc Sport электр вейкборд қайығы соңғы рет тексергенде $300 000 болды.

Бұл трансформация тез болды. Жиырма жыл бұрын байыпты мердігерлер сымсыз құралдарға күлді. Бүгін? Милуоки, ДеУолт, Макита, Бош-олардың барлығы литийден өтті.

DeWalt компаниясының FlexVolt жүйесі құралға байланысты 20 В немесе 60 В жұмыс істейді. Милуокидің M18 платформасында бірдей аккумулятор жүйесін ортақ пайдаланатын 200-ден астам құрал бар. Олардың қуаттылығы жоғары батареялары дөңгелек араны ондаған кесу арқылы-жүргізуге жеткілікті 12 Ah сыйымдылыққа ие.

Одан кейін сыртқы қуат жабдықтары келді. Ego Power Plus 56V 7,5 Ah (420 Вт/сағ) бумасының көмегімен аккумуляторлы шөп шабатын машина жасайды. Олардың жіпті кескіштері, жапырақ үрлегіштері, тіпті қар тазалағыштары бірдей батарея платформасын басқарады. Ryobi-де 40 В жүйесі бар. Greenworks үлкенірек жабдық үшін 60 В және 80 В опцияларын ұсынады.

Робот шаңсорғыштар мен шөп шапқыштар азырақ батареялармен жұмыс істейді, өйткені олар автоматты түрде зарядталады. Roomba j7+ шамамен 60 Вт сағ. Husqvarna Automower 18 В литий ионын пайдаланады, сыйымдылығы модельге байланысты өзгереді.

Кәсіби жабдықтар өсіп келеді. Милуоки жұмыс орындарында бірнеше құралдарды іске қосу үшін 300 Вт/сағ қуат беретін рюкзак батареясын жасайды. Stihl коммерциялық ағаш жұмысы үшін жеткілікті қуатты аккумуляторлық араларды ұсынады.

Портативті оттегі концентраторлары тыныс алу аурулары бар адамдар үшін өте маңызды. Inogen One G5 ағын параметрлеріне байланысты 3-6 сағаттық жұмысты қамтамасыз ететін литий-ионды батареяны пайдаланады. Phillips Respironics Simply Go Mini шамамен 4,5 сағатты мақсат етеді.

Ұйқыдағы апноэға арналған CPAP машиналары батарея опцияларын көбірек ұсынады. ResMed AirMini саяхатқа арналған CPAP құрылғысы сыртқы литий батареяларын өшіре алады. Кемпингке немесе электр қуатын өшіруге пайдалы.

Есту аппараттары жақында қайта зарядталатын литийге ауысты. Phonak Audeo Paradise түнде зарядталады және 16+ сағат жұмыс істейді. Starkey Evolv AI ұқсас өнімділігі. Бірнеше күн сайын осы кішкентай мырыш{4}}ауа түймелерінің ұяшықтарымен араласқаннан әлдеқайда жақсы.

Медициналық бақылау жабдықтары-қан қысымын өлшейтін құралдар, глюкоза мониторлары, портативті ЭКГ құрылғылары-қазір көбі қайта зарядталады. AliveCor KardiaMobile ЭКГ-ны телефонға жазады, шағын литий жасушасында айлар бойы жұмыс істейді.

Инфузиялық сорғылар, хирургиялық құралдар, ауруханаларда қолданылатын диагностикалық жабдық{0}}көптеген литий-ионды резервтік батареялар немесе портативті қуат опциялары. Stryker System 8 хирургиялық электр құралдары операция бөлмесінде пайдалану үшін стерильді тығыздалған литий-иондық батареяларды пайдаланады.

Имплантацияланатын құрылғылар мүлдем басқа санат. Кейбір жаңа кардиостимуляторлар индукция арқылы тері арқылы (тері арқылы) зарядталған қайта зарядталатын литий-ионды батареяларды пайдаланады. Medtronic-те аккумулятор 7-10 жыл сайын хирургиялық ауыстыруды қажет етпей, аптасына бір рет сымсыз қайта зарядталатын модельдері бар.

What Has Lithium Ion Batteries

Tesla Powerwall 2 13,5 кВт/сағ сақтайды, орнату құны шамамен $11 000 құрайды. Powerwall 3 жақында жақсы интеграциямен шықты. Generac PWRcell 9-18 кВт/сағ модульдік жүйелерді ұсынады. LG Chem RESU конфигурацияға байланысты 10-16 кВт/сағ аралығында болады.

Бұл үй батареялары күн батареяларымен қосылып{0}}күндізгі артық генерацияны сақтайды, түнде пайдаланыңыз. Сондай-ақ дұрыс конфигурацияланған болса, үзілістер кезінде сақтық көшірмені қамтамасыз етіңіз. Өшіру кезінде барлық жүйелер жұмыс істемейді; түрлендіргіш орнатуына байланысты.

Калифорния жаңа үйлерде күн сәулесін қолдануды міндеттейді, сондықтан батареяны қабылдау тездетіледі. Гавайиде электр энергиясы жоғары және күн көп, бұл күн + сақтау экономикасын жақсы жұмыс істейді. Техаста 2021 жылы электр желісінің істен шығуы үй батареяларына қызығушылық тудырды.

Коммерциялық қондырғылар әлдеқайда үлкен болады. Азық-түлік дүкені сұраныс зарядын басқару үшін 50-100 кВт/сағ батареяларды орнатуы мүмкін. Деректер орталықтары дизельдік генераторларды ауыстыру немесе толықтыру үшін резервтік қуат алу үшін мегаватт көлеміндегі батарея бөлмелерін пайдаланады.

Пайдалылық ауқымы жабайы. Калифорниядағы Moss Landing энергия сақтау қоймасының қуаттылығы 3 000 МВт сағ. -3 миллион киловатт-сағат немесе шамамен 225 000 үйді бірнеше сағат бойы қуаттандыруға жеткілікті. Ол Tesla Megapack қондырғыларын пайдаланады, олардың әрқайсысының жүк контейнері-өлшемі 3 МВт/сағ батареясы бар.

Австралияның Hornsdale Power Reserve 2017 жылы Tesla 150 МВт/сағ құраған алғашқы үлкен желілік батареялардың бірі болды. Содан бері кеңейтілді. Бұл жүйелер желі жиілігін тұрақтандырады, жаңартылатын энергияны сақтайды, табиғи газды жоғарылататын қондырғыларға қажеттілікті азайтады.

UPS (үзіліссіз қуат көзі) жүйелері дәстүрлі түрде қорғасын{0}}қышқылды аккумуляторларды пайдаланады. Ауыр, әр 3-5 жыл сайын ауыстыру қажет, құрамында улы заттар бар. APC, Eaton, Vertiv фирмаларының литий-ионды UPS жүйелері ұзағырақ қызмет етеді, аз орын алады, салмағы аз. Деректер орталықтары әсіресе ұнайды - салмақты азайту ғимараттардағы құрылымдық жүктемені азайтады.

Дрондар мен квадрокоптер-Бұл нарықта DJI үстемдік етеді. Олардың дрондары литий-полимерлі (LiPo) батареялармен жұмыс істейді, олар техникалық тұрғыдан полимер электролиті бар литий-иондық нұсқасы болып табылады. DJI Mini 3 Pro 2453 мАч батареяны шамамен 34 минут ұшу уақытында пайдаланады. Inspire 2 сияқты үлкенірек дрондар жалпы сыйымдылығы 98 Вт сағ болатын қос батареяларды тасымалдайды.

Барлау, тексеру, жеткізуге арналған кәсіби дрондар-олардың барлығы литий батареяларымен жұмыс істейді. Африкадағы Zipline медициналық жеткізілім дрондары литий ионын пайдаланады. Amazon жеткізуші ұшқышсыз ұшақтардың прототиптері оларды пайдаланады.

Аэроғарыштық қолданбалар кеңейеді. Электрлік ұшақтар келеді. Pipistrel Velis Electro-да литий батареялары-Еуропадағы ұшу жаттығулары үшін сертификатталған бірінші толық электрлік ұшақ бар. Beta Technologies және Joby Aviation үлкен литий батареяларымен жұмыс істейтін электрлік әуе таксилерін жасауда.

Жерсеріктер мен ғарыш аппараттары вакуумға, радиацияға, температураның шектен шығуына төтеп беруге арналған арнайы литий-иондық батареяларды пайдаланады. Халықаралық ғарыш станциясында ескі никель{1}}сутегі жасушаларын алмастыратын литий-ионды батареялар бар. Әр батарея модулінің салмағы 400+ фунт.

Әскери техника{0}}түнгі көру көзілдірігі, тактикалық радиостанциялар, GPS қондырғылары, қазір жұмыс істейтін барлық литий батареялары. Сарбаздар бірнеше күн бойы жабдықты алып жүргенде жақсырақ энергия тығыздығы маңызды. AN/PRC-163 радиосы қайта зарядталатын литий-ионды батареяларды пайдаланады.

Sony, Canon, Nikon барлық литий-ионды-айнасыз камералар мен фотоаппараттар. Sony A7 IV әрқайсысы 16,4 Вт сағ болатын NP-FZ100 батареяларын пайдаланады. Кәсіби жарықтандыру-Aputure 300d LED шамдары V-қондырылған литий батареяларында (стандартты өлшемі 98 Вт) жұмыс істейді. Сымсыз микрофондар, бейне мониторлар, фильм/фото өндірісіндегі портативті барлығы.

What Has Lithium Ion Batteries

Батареямен жұмыс істейтін жаңа өнімдер{0}}көбінесе Bluetooth немесе Wi-Fi қосылымына ие. Телефоныңыздағы батарея күйін тексеруге болады. Эго электр құралдары қолданбадағы заряд деңгейін көрсетеді. Ryobi құралдары да. Tesla көлігіңіздің аккумуляторын және зарядын қашықтан бақылауға мүмкіндік береді.

Ақылды батареяларды басқару жүйелері (BMS) көп жұмыс істейді. Олар ұяшық кернеуін-көп-ұяшықтар пакетінде теңестіреді, жеке ұяшықтар уақыт өте келе бір-бірінен алыстап кетеді, BMS оларды теңестіреді. Олар температураны бақылайды, шамадан тыс зарядтауды және артық зарядтауды болдырмайды, құрылғыға күй туралы хабарлайды.

Кейбір жалғанған мүмкіндіктер күлкілі болып көрінеді, бірақ қымбат жабдықты қашықтан бақылау мағынасы бар. Құрылыс бригадалары қандай батареяларды зарядтау керектігін бақылай алады. Үйдегі қуат қоймасының иелері саяхат кезінде күн энергиясын өндіруді және батарея күйін бақылай алады.

Дегенмен қауіпсіздік мәселелері бар. Батарея микробағдарламасы кейде жаңартуларды қажет етеді. Бұл байланыс жолы дұрыс қорғалмаған болса, бұл ықтимал осалдық. Көптеген адамдар батареяларды бұзады, бірақ теориялық тұрғыдан мүмкін.

Адамдар литий батареялары туралы ойланбастан үнемі кездеседі. Жуынатын бөлмедегі электрлік тіс щеткасы. Сымсыз шаңсорғыш (Dyson V15 70 Вт сағ.). Қайта зарядталатын фонарь. Сөмкедегі қуат банкі-Anker 10 000 мАч (37 Вт) пен 25 000 мАч (90 Вт) дейінгі модельдер шығарады.

Балалар ойыншықтары барған сайын қайта зарядталады. Қашықтан басқарылатын көліктер, жарықтандыратын ойыншықтар, электронды оқу құрылғылары-. Тұрақты сілтілі батареяларды сатып алады.

Смарт үй құрылғылары-Сыртылатын бейне есік қоңырауында алынбалы литий батареясы бар. Arlo қауіпсіздік камералары бірнеше айға созылатын қайта зарядталатын батареяларды пайдаланады. Google Nest термостаттарында резервтік литий батареялары бар. Тамыз айындағы смарт құлыптар литий AA құрылғыларында жұмыс істейді.

Мерекелік шамдар да қайта зарядталады. Батареялары мен күн батареялары-бар жолды шамдар. Қайта зарядталатын жарықдиодты шамдар. Сәндік бұйымдар.

Кәсіби қолдану жағдайлары әр түрлі. Құрылысшылар күні бойы Милуоки немесе ДеУолт батареяларын ауыстырады. Қойма жүк көтергіштері үзіліс кезінде литий-иондық аккумуляторларды зарядтайды-15 минуттық зарядтау мүмкіндігі қорғасын-қышқылды аккумуляторларды зарядтау үшін сағат күтеді.

Ауыл шаруашылығы техникасын қабылдау баяу, бірақ орын алуда. John Deere электр тракторларын сынап жатыр. Автономды ауылшаруашылық роботтары көбінесе электрмен жұмыс істейді. Аккумулятор резерві бар суару жүйелері.

Тазалау өнеркәсібі литийді қабылдады. Еден тазалағыштар, кілем сорғыштар, коммерциялық қысымды жуу машиналары-Теннант және Карчер сияқты компаниялар литий опцияларын ұсынады. Жылдам зарядтау, жеңіл салмақ, ескі қорғасын қышқылдары-жүйелері сияқты батареяны суару қажет емес.

Батареялар нашарлайды. Химия мәңгілік емес. Әдеттегі литий-ионды батарея химияға және пайдалану үлгілеріне байланысты 500-1000 зарядтау циклінен кейін 80% сыйымдылықты сақтайды. Tesla EV батареяларына үлгіге байланысты 8 жыл/100 000-150 000 мильде 70% сақтауға кепілдік береді.

Температура батареяларды бәрінен де тез өлтіреді. Батареяларды 30 градустан (86 градус F) жоғары -сақтау немесе пайдалану өте нашар қыздыру тозуды үнемі тездетеді. Суық уақытша өнімділікті төмендетеді, бірақ жылу сияқты тұрақты зақым келтірмейді. Сондықтан Phoenix EV батареялары Сиэтл батареяларына қарағанда тезірек бұзылады.

Күнтізбенің қартаюы да шынайы. Батареялар тіпті пайдаланылмай отырса да нашарлайды. Ең ұзақ сақтау мерзімі үшін оларды салқын температурада 40-50% зарядта сақтаңыз. Батареяны ұзақ уақыт бойы 100% зарядта және 40 градуста ұстау - ең нашар жағдай.

Қауіпсіздік оқиғалары сирек болады, бірақ олар болған кезде жаңалықтар жасайды. Өндірістік ақаулар 2016 жылы Samsung Galaxy Note 7-нің өртенуіне себеп болды - олар 2,5 миллион телефонды қайтарып алды. Ховербордтардың 2015-2016 жылдары жиі өртенгені сонша, авиакомпаниялар оларға тыйым салған. Әдетте бұл өндіріс сапасын бақылау мәселелеріне, физикалық зақымға немесе дұрыс емес зарядтағыштармен зарядтауға байланысты.

Ұяшықтың қызып кетуі-және жылу көбірек жылуды тудыратын басқа реакцияларды іске қосқанда-негізгі істен шығу режимі болып табылады. Дұрыс жобаланған аккумуляторлардың бірнеше қауіпсіздік мүмкіндіктері бар: ток шектеу схемалары, термиялық сақтандырғыштар, қысымды төмендететін желдеткіштер, сепараторды өшіру қабаттары. Арзан батареялар бұл қорғаныстарды өткізіп жібереді.

Үйлесімділік пайдаланушыларды ренжітеді. Әрбір құрал бренді батареяның әртүрлі пішін факторларын пайдаланады. DeWalt батареялары Милуоки құралдарына сәйкес келмейді. Ryobi өзінің One+ платформасын бірнеше жылдар бойы үйлесімді сақтай отырып, -2005 жылғы құралдар 2025 жылдан бастап батареялармен жұмыс істейді. Бірақ өндірушілердің көпшілігі осы жеткізушіні құлыптауды- қалайды.

Қайта өңдеу инфрақұрылымы әлі де дамып келеді. Li-Cycle, Redwood Materials және т.б. арнайы литий батареяларын қайта өңдеу зауыттарын салады. Олар батарея материалдарының 95% + қалпына келтіре алады. Бірақ жинау логистикасы -адамдар батареяларды қоқыс жәшігіне тастап, полигонда қиындықтар туғызады.

BMS өте маңызды, бірақ көрінбейді. Ноутбукта ол әрбір ұяшық тобын бақылайды, қалған жұмыс уақытын бағалайды, зарядтау жылдамдығын басқарады, батареяның күйі туралы операциялық жүйеге хабарлайды. Бұл көрінгеннен де күрделі.

Төлем күйін-бағалау-таңқаларлықтай қиын. Батарея кернеуі заряд деңгейіне байланысты, бірақ температураға, жүктемеге, батарея жасына байланысты өзгереді. Жақсы BMS осының бәрін қосатын күрделі алгоритмдерді пайдаланады. Сондықтан телефон батареясының пайыздары кейде күтпеген жерден секіреді немесе төмендейді-бағалау қайта калибрленеді.

Көп ұяшықтар пакеттерінде ұяшықтарды теңестіру маңызды-. Жеке жасушаларда сөзсіз сыйымдылық айырмашылықтары болады. Зарядтау кезінде BMS әлсіздерін қуып жетуге мүмкіндік беру үшін толық жасушалардың айналасындағы токты шунттауы мүмкін. Пассивті теңдестіру энергияны жылу ретінде таратады. Белсенді теңдестіру энергияны жасушалар арасында тасымалдайды, тиімдірек, бірақ қымбатырақ.

Температураны басқару{0}}BMS ұяшық температурасын бақылайды және заттар тым қызып кетсе, зарядтау/разряд жылдамдығын азайтады. Электр машиналары сұйық салқындату арқылы күрделі жылуды басқаруға ие. Электр құралдары тек термиялық ажыратуларға сүйенеді.

Байланыс протоколдары-BMS чиптері I2C, SMBus, CAN шинасы немесе меншікті протоколдарды қолданатын хост құрылғыларымен сөйлеседі. Бұл құрылғыларға батарея туралы нақты ақпаратты көрсетуге және өнімділікті оңтайландыруға мүмкіндік береді.

Өнеркәсіптік қолданбалар батареяны бақылауды кеңірек жүйелерге біріктіреді. Қойма барлық жүк көтергіштердің аккумуляторларын орталықтан бақылап, зарядтауды жоспарлауы және ауыстыруды қажет ететін батареяларды белгілеуі мүмкін. BMS деректеріне негізделген болжамды техникалық қызмет көрсету.

Қатты күйдегі{0}}батареялар - бұл қасиетті. Сұйық электролитті қатты керамика немесе полимерлі материалмен ауыстырыңыз. Теориялық тұрғыдан қауіпсіз-жанғыш сұйықтық жоқ. Жоғары энергия тығыздығы мүмкін. Toyota компаниясы 2027-2028 жылдарға қарай көліктерде қатты күйдегі батареялар-болатынын мәлімдейді. QuantumScape, Solid Power және басқалар технологияны дамытады. Бірақ ауқымды өндіріс әлі шешілмеген.

Литийдің орнына тұзды қолданатын натрий ионды батареялары-арзан шикізат, ықтимал төмен құны. CATL 2021 жылы коммерциялық натрий{3}}иондық батареяларын жариялады. Энергия тығыздығы литий ионынан төмен, бірақ бұл стационарлық сақтау үшін қолайлы. Еуропадағы натрий ионын өндіру-Нортвольт құрылысы.

Литий{0}}күкірт теориялық тұрғыдан алғанда, 250 Вт/кг-ға қарағанда, 500 Вт сағ/кг дейін- әлдеқайда жоғары энергия тығыздығын ұсынады. Бірақ циклдің өмірі қорқынышты болды, әдетте 50-100 циклден кейін нашарлайды. Зерттеу жалғасуда.

Литий{0}}ауа (литий-оттегі) батареялары бұдан да жоғары теориялық шектеулерге-1000 Вт/кг ықтимал. Бірақ олар әлі де үлкен практикалық қиындықтары бар зертханалық қызығушылықтар.

What Has Lithium Ion Batteries

Алдағы 5{2}}10 жылда кәдімгі литий иондары басым болады. Үздіксіз жақсартулар - жақсырақ катодты материалдар, графитті алмастыратын кремний анодтары (қуаттылығы 20-40%), өндіріс процесін жақсарту шығындарды азайтады.

Батарея құны 2010 жылдан 2023 жылға дейін шамамен 90%-ға, электр батареялары үшін шамамен 1100 доллар/кВтсағ-тан 130 доллар/кВтсағ-ға дейін төмендеді. Бұл тенденция жалғасуда, мүмкін 2030 жылға қарай 80-100 доллар/кВт/сағ болуы мүмкін. Бұл бағалар бойынша электр машиналары субсидиясыз газбен жүретін көліктердің құнына тең болады.

Кобальтты азайту басты назарда. Кобальт өндіруде адам құқықтарына қатысты мәселелер мен жеткізу тізбегі тәуекелдері бар. Қазіргі NMC аккумуляторлары ескі үлгілерге қарағанда кобальтты аз пайдаланады (NMC 811 бұрынғы 1:1:1 қатынасына қарағанда 80% никель, 10% марганец, 10% кобальтқа ие). LFP батареяларында кобальт мүлде жоқ.

Кремний анодтары қазір коммерциялануда. Sila Nanotechnologies көптеген өндірушілерді кремний анодтық материалмен қамтамасыз етеді. Panasonic өндіруге арналған кремнийлі анодты батареяларды жариялады. Тесла қазірдің өзінде жасушаларында кремнийді қолданады. Бұл батарея туралы ештеңені өзгертпестен сыйымдылықты 10-20% арттырады.

«Литий-иондық батареялар неде» деген сұраққа бес жылдан кейін одан да ұзақ жауап болады. Электрмен жүретін өнімдердің басқа санаттары. Литий иондары ескі технологияларды ығыстыратын қосымша қолданбалар. Технология тез жетілді, бірақ ол әлі де жетілдіріліп келеді.

Қай құрылғылар литий батареяларын пайдаланатынын түсіну маңыздырақ, өйткені біз олардың көбірек жинаймыз. Қазір үй шаруашылықтарының көпшілігінде 20-50 қайта зарядталатын құрылғы бар. Сізде не бар екенін, оны қалай ұстау керектігін және оны қашан ауыстыру керектігін білу бұл инвестицияларды ұзағырақ етеді және жақсырақ нәтиже береді.