Jejich provoz však vyžaduje napájení například z Li-Ion akumulátorů, které jsou stále populárnější díky svému rozmanitému využití. Podívejme se, jaké vlastnosti těchto baterií nutí výrobce různých typů elektronických zařízení je používat stále častěji.
Konstrukce Li-Ion baterií
Li-Ion baterie se skládají z katody, anody, separátoru a elektrolytu. Katoda může být vyrobena z různých oxidů kovů, např. z oxidu lithného kobaltnatého ( LiCo02 ) nebo oxidu lithného a manganu ( LiMn204 ). Na druhé straně je anoda nejčastěji vyrobena z grafitu . Klíčovou roli zde hraje lithium, jehož ionty se při vybíjení a nabíjení pohybují mezi elektrodami. Elektrolyt je obvykle kapalina, která obsahuje soli lithia rozpuštěné ve směsi organických rozpouštědel nebo pevnou látku. Elektrolyt se často vyrábí z vinylenkarbonátu . Lithium-iontové baterie se skládají z několika malých článků spojených v balíčcích. Jsou plně konfigurovatelné a poskytují tak požadované napětí.
Výhody a nevýhody lithium-iontové technologie
Pojďme si nejprve probrat výhody Li-Ion baterií.
- Vysoká hustota energie: Technologie Li-Ion se vyznačuje jednou z nejvyšších hustot energie, která umožňuje ukládat velké množství energie do malých baterií.
- Nízké samovybíjení: Ve srovnání s jinými typy baterií mají tyto baterie velmi nízkou rychlost samovybíjení, a proto mohou uchovávat energii po dlouhou dobu bez výrazného poklesu kapacity.
- Dlouhá životnost: Lithium-iontové baterie mají dlouhou životnost. Životnost standardních článků se pohybuje od 300 do 1000 nabíjecích cyklů, některé však mají hodnoty vyšší.
- Žádný paměťový efekt: Na rozdíl od některých jiných technologií nemají Li-Ion baterie prakticky žádný paměťový efekt. V souladu s tím nemusí být před opětovným připojením k nabíjení zcela vybité.
- Rychlost nabíjení: Ve srovnání s jinými oblíbenými bateriemi se lithium-iontové baterie vyznačují vyšší rychlostí nabíjení, což je velká výhoda zejména pro zařízení, která využívají hodně energie.
- Nízký dopad na životní prostředí: Technologie Li-Ion je pro životní prostředí mnohem méně škodlivá než jiná řešení, jako jsou olověné nebo nikl-kadmiové baterie. Především neobsahují těžké kovy, které jsou nebezpečné pro životní prostředí. Navíc dochází k menšímu plýtvání energií díky vyšší účinnosti a kratší době nabíjení.
Díky výše zmíněným funkcím jsou Li-Ion baterie snadno použitelné a stávají se běžnějšími v řadě každodenních zařízení. Je smutné, že lithium-iontová technologie má také nevýhody, které jejich použití nějak omezují. Některé příklady naleznete níže.
- Vysoká cena: Výrobní náklady Li-Ion baterií jsou vyšší než u jiných řešení, což přispívá k vysoké prodejní ceně.
- Problém s hlubokým vybitím: Pokud jsou lithium-iontové baterie vybité pod doporučenou úroveň, mohou se neopravitelně poškodit.
- Snížení kapacity: Li-Ion baterie časem ztrácejí svou kapacitu i bez intenzivního používání. Tím se zkracuje doba provozu zařízení, která takové baterie používají.
- Bezpečnost použití: Poškozené lithium-iontové baterie mohou explodovat nebo způsobit požár. K takovým událostem mohou také vést extrémně vysoké teploty nebo přebíjení.
Navzdory svým nevýhodám mají lithium-iontové baterie velké množství různých aplikací.
Kde se používají Li-Ion baterie?
Li-Ion technologie je nyní jednou z nejoblíbenějších výrobních metod pro baterie. Díky jejich výhodám uvedeným výše a jejich přizpůsobitelnosti jsou snadno použitelné v různých typech zařízení. Kde tedy najdete baterie tohoto typu?
Spotřební elektronika
Lithium-iontové baterie se používají především ve spotřební elektronice. Najdete je v chytrých telefonech, počítačích, televizorech, noteboocích, bezdrátových sluchátkách, hodinkách, fotoaparátech a mnoha dalších elektronických zařízeních. Běžně se používají v mobilních zařízeních každodenního použití, mimo jiné díky vysoké hustotě energie, malým rozměrům a dlouhé životnosti.
Elektrická vozidla
Elektrická a hybridní vozidla jsou oblíbenou skupinou strojů využívajících lithium-iontové baterie. Baterie se používají, protože jsou lehčí než běžné olověné baterie a zároveň umožňují poměrně dlouhé cesty mezi nabitími. Použití baterií v nejmodernějších vozidlech pomáhá snižovat emise CO 2 z výfuku.
Zásobárna energie
Jak průmyslové, tak i domácí systémy skladování energie jsou stále populárnější pro skladování energie z obnovitelných zdrojů, jako je větrná nebo solární energie . Takové systémy používají Li-Ion baterie.
Elektrické nářadí
Díky svému vysokému výkonu a schopnosti rychlého nabíjení se lithium-iontové baterie snadno používají ve většině bezdrátových elektrických nástrojů. Najdete je ve vybavení, jako jsou: brusky, vrtačky, pily a mnoho dalších.
Lékařské přístroje
Malé velikosti Li-Ion baterií umožňují jejich použití ve specializovaných lékařských zařízeních. Používají se například v kardiostimulátorech, elektrokardiografech, tlakových monitorech, lékařských vozících a dalších zařízeních pro záchranu života. To jsou jen některé z hlavních aplikací lithium-iontových baterií. Najdete je také v systémech používaných pro nouzové zásobování energií, stejně jako v dronech a dálkově ovládaných vozidlech. Provádějí se experimenty pro jejich použití v letectví.
