Ich prevádzka si však vyžaduje napájanie napríklad z Li-Ion batérií, ktoré sú čoraz obľúbenejšie pre svoje rôznorodé aplikácie. Pozrime sa, aké vlastnosti takýchto batérií nútia výrobcov rôznych typov elektronických zariadení ich používať čoraz častejšie.
Dizajn Li-Ion batérií
Li-Ion batérie sa skladajú z katódy, anódy, separátora a elektrolytu. Katóda môže byť vyrobená z rôznych oxidov kovov, napr. oxidu lítneho kobaltnatého ( LiCo02 ) alebo oxidu lítno-mangánového ( LiMn204 ). Na druhej strane je anóda najčastejšie vyrobená z grafitu . Kľúčovú úlohu tu zohráva lítium, ktorého ióny sa pri vybíjaní a nabíjaní pohybujú medzi elektródami. Elektrolyt je zvyčajne kvapalina, ktorá obsahuje soli lítia rozpustené v zmesi organických rozpúšťadiel alebo pevnej látky. Elektrolyt sa často vyrába z vinylénkarbonátu . Lítium-iónové batérie pozostávajú z niekoľkých malých článkov spojených v baleniach. Sú plne konfigurovateľné, čím poskytujú požadované napätie.
Výhody a nevýhody lítium-iónovej technológie
Najprv si pohovorme o výhodách Li-Ion batérií.
- Vysoká hustota energie: Technológia Li-Ion sa vyznačuje jednou z najvyšších hustôt energie, ktorá umožňuje ukladanie veľkého množstva energie do malých batérií.
- Nízke samovybíjanie: V porovnaní s inými typmi batérií majú tieto batérie veľmi nízku mieru samovybíjania, a preto môžu uchovávať energiu po dlhú dobu bez výrazného poklesu kapacity.
- Dlhá životnosť: Lítium-iónové batérie majú dlhú životnosť. Životnosť štandardných článkov sa pohybuje od 300 do 1000 nabíjacích cyklov, niektoré však majú vyššie hodnoty.
- Žiadny pamäťový efekt: Na rozdiel od niektorých iných technológií nemajú Li-Ion batérie prakticky žiadny pamäťový efekt. Preto ich pred opätovným pripojením na nabíjanie nemusia byť úplne vybité.
- Rýchlosť nabíjania: V porovnaní s inými populárnymi batériami sa lítium-iónové batérie vyznačujú rýchlejším nabíjaním, čo je veľká výhoda najmä pre zariadenia, ktoré spotrebujú veľa energie.
- Nízky dopad na životné prostredie: Li-Ion technológia je oveľa menej škodlivá pre životné prostredie ako iné riešenia, ako sú olovené alebo nikel-kadmiové batérie. V prvom rade neobsahujú ťažké kovy, ktoré sú nebezpečné pre životné prostredie. Navyše sa plytvá menej energie vďaka vyššej účinnosti a kratšej dobe nabíjania.
Vďaka vyššie uvedeným funkciám sú Li-Ion batérie ľahko použiteľné a stávajú sa bežnejšími v mnohých každodenných zariadeniach. Je smutné, že lítium-iónová technológia má aj nevýhody, ktoré nejakým spôsobom obmedzujú ich aplikácie. Niektoré príklady nájdete nižšie.
- Vysoká cena: Výrobné náklady Li-Ion batérií sú vyššie ako pri iných riešeniach, čo prispieva k vysokej predajnej cene.
- Problém s hlbokým vybitím: Ak sú lítium-iónové batérie vybité pod odporúčanú úroveň, môžu sa neopraviteľne poškodiť.
- Zhoršenie kapacity: Li-Ion batérie časom strácajú svoju kapacitu aj bez intenzívneho používania. Tým sa znižuje prevádzkový čas zariadení, ktoré používajú takéto batérie.
- Bezpečnosť používania: Poškodené lítium-iónové batérie môžu explodovať alebo spôsobiť požiar. K takýmto udalostiam môžu viesť aj extrémne vysoké teploty alebo prebíjanie.
Napriek svojim nevýhodám majú lítium-iónové batérie veľké množstvo rôznych aplikácií.
Kde sa používajú Li-Ion batérie?
Li-Ion technológia je v súčasnosti jednou z najpopulárnejších výrobných metód pre batérie. So svojimi výhodami uvedenými vyššie a ich prispôsobiteľnosťou sa ľahko používajú v rôznych typoch zariadení. Kde teda nájdete batérie tohto typu?
Spotrebná elektronika
Lítium-iónové batérie sa používajú predovšetkým v spotrebnej elektronike. Nájdete ich v smartfónoch, počítačoch, televízoroch, notebookoch, bezdrôtových slúchadlách, hodinkách, fotoaparátoch a mnohých ďalších elektronických zariadeniach. Bežne sa používajú v mobilných zariadeniach každodenného používania, okrem iného kvôli vysokej hustote energie, malým rozmerom a dlhej životnosti.
Elektrické vozidlá
Elektrické a hybridné vozidlá sú obľúbenou skupinou strojov využívajúcich lítium-iónové batérie. Batérie sa používajú, pretože sú ľahšie ako bežné olovené batérie a zároveň umožňujú pomerne dlhé cesty medzi jednotlivými nabitiami. Používanie batérií v najmodernejších vozidlách pomáha znižovať emisie CO 2 .
Skladovanie energie
Priemyselné aj domáce systémy skladovania energie sú čoraz populárnejšie na skladovanie energie z obnoviteľných zdrojov , ako je veterná alebo solárna energia . Takéto systémy používajú Li-Ion batérie.
Elektrické náradie
Vďaka ich vysokému výkonu a schopnosti rýchleho nabíjania sa lítium-iónové batérie ľahko používajú vo väčšine bezdrôtového elektrického náradia. Nájdete ich v zariadeniach ako sú: brúsky, vŕtačky, píly a mnohé ďalšie.
Zdravotnícke prístroje
Malé veľkosti Li-Ion batérií umožňujú ich použitie v špecializovaných medicínskych zariadeniach. Používajú sa napríklad v kardiostimulátoroch, elektrokardiografoch, tlakových monitoroch, zdravotníckych vozíkoch a iných život zachraňujúcich zariadeniach. To sú len niektoré z hlavných aplikácií lítium-iónových batérií. Nájdete ich aj v systémoch slúžiacich na núdzové zásobovanie energiou, ako aj v dronoch a diaľkovo ovládaných vozidlách. Na ich použitie v letectve sa uskutočňujú experimenty.
