باتری لیتیوم یونی چیست؟ مزایا و معایب باتری لیتیوم یون

باتری لیتیوم یونی چیست و مزایا و معایب آن چیست؟ در چه شرایطی بهتر است از باتری لیتیوم یونی استفاده کنیم؟

تمام این سوالات در پایان این مقاله پاسخ داده میشود. با ما همراه باشید.

 

باتری لیتیوم یونی چیست؟

باتری لیتیوم یونی (Lithium-ion Battery) نوعی باتری قابل شارژ است که از یون‌های لیتیوم برای انتقال انرژی استفاده می‌کند. در این باتری‌ها، انرژی از طریق حرکت یون‌های لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی ذخیره و آزاد می‌شود. الکترود مثبت معمولاً از اکسید فلزی (مانند کبالت، نیکل، یا منگنز) و الکترود منفی از گرافیت تشکیل شده است. الکترولیت نیز معمولاً یک ترکیب مایع یا ژله‌ای است که انتقال یون‌ها را بین دو الکترود ممکن می‌کند.

 

تاریخچه و سازنده

 

اولین باتری لیتیوم یونی در سال ۱۹۹۱ توسط شرکت سونی و با همکاری یک شیمیدان برجسته به نام آکیرا یوشینو (Akira Yoshino) ساخته شد. این تکنولوژی بر پایه تحقیقات اولیه جان گودایناف (John Goodenough)، استنلی ویتینگهام (Stanley Whittingham) و آکیرا یوشینو توسعه یافت. این دانشمندان در سال ۲۰۱۹ به دلیل مشارکت‌هایشان در توسعه باتری لیتیوم یونی جایزه نوبل شیمی دریافت کردند.

باتری‌ های لیتیوم یونی به دلیل مزایای فراوانی که دارند، به یکی از مهم‌ترین فناوری‌های ذخیره انرژی در جهان تبدیل شده‌اند.

باتری‌های لیتیوم یونی بخش قابل توجهی از بازار جهانی باتری‌ها را به خود اختصاص داده‌اند. در سال‌های اخیر، این باتری‌ها به دلیل کاربرد گسترده در دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی، خودروهای الکتریکی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، سهم بازار خود را افزایش داده‌اند.

بر اساس گزارش‌ها، تولید باتری‌های لیتیوم یونی در چین حدود ۷۷٪ از تولید جهانی را تشکیل می‌دهد.

در حوزه خودروهای الکتریکی، ۱۰ شرکت برتر تولیدکننده باتری‌های لیتیوم یونی در مجموع ۸۶.۸۷٪ از فروش جهانی را در اختیار دارند.

همچنین، پیش‌بینی می‌شود که بازار باتری‌های لیتیوم یونی و اسید سرب با نرخ رشد سالانه ۱۷.۳٪ تا سال ۲۰۳۰ به ۴۳۵ میلیارد دلار برسد.

این آمارها نشان‌دهنده تسلط باتری‌های لیتیوم یونی بر بازار جهانی باتری‌ها و رشد مداوم آن در سال‌های آینده است.

 

مزایا و معایب باتری لیتیوم یونی

مزایا

1. چگالی انرژی بالا: این باتری‌ها نسبت به بسیاری از باتری‌های دیگر انرژی بیشتری را در حجم یا وزن مشخص ذخیره می‌کنند.
2. طول عمر بالا: تعداد چرخه‌های شارژ و دشارژ باتری لیتیوم یونی نسبتاً زیاد است.
3. شارژ سریع: زمان شارژ این باتری‌ها نسبت به بسیاری از باتری‌های سنتی کمتر است.
4. سبک و کم‌وزن: باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل چگالی انرژی بالا وزن کمتری دارند.
5. عدم اثر حافظه: برخلاف برخی باتری‌های قدیمی مانند نیکل-کادمیوم، باتری‌های لیتیوم یونی اثر حافظه ندارند و لازم نیست حتماً قبل از شارژ دوباره کاملاً خالی شوند.

 

معایب

1. هزینه بالا: با توجه به هزینه ساخت کمتر نسبت به باتری های لیتیوم پلیمری، تولید این باتری‌ها گران‌تر از باتری‌های سنتی است.
2. کاهش ظرفیت با زمان: حتی در صورت عدم استفاده، ظرفیت ذخیره‌سازی این باتری‌ها به مرور زمان کاهش می‌یابد. طول عمر متوسط باتری با کیفیت عالی، حداکثر ۵ سال در شرایط نگهداری عالی میباشد.
3. حساسیت به دما: این باتری‌ها در دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین عملکرد ضعیفی دارند و ممکن است خطر انفجار یا آتش‌سوزی داشته باشند.
4. مشکلات بازیافت: فرآیند بازیافت این باتری‌ها دشوار و هزینه‌بر است.
5. احتمال آتش‌سوزی و انفجار: در صورت آسیب فیزیکی یا شارژ بیش‌ازحد، احتمال داغ شدن و انفجار این باتری‌ها وجود دارد.

 

همچنین میتونین مزایا و معایب باتری های لیتیوم پلیمری رو اینجا بخونین!

چرا لیتیوم یونی بخریم؟

لیتیوم یونی برای کاربردهایی مناسب است که در آن چگالی انرژی بالا، طول عمر طولانی‌تر و هزینه کمتر اولویت دارند.

باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل تولید انبوه و فناوری رایج‌تر، هزینه تولید کمتری دارند و برای دستگاه‌های اقتصادی یا تولید انبوه مناسب‌تر هستند.

مستعد افت ظرفیت کمتری در شرایط سخت محیطی هستند. (نسبت به باتری های لیتیوم پلیمری)

این باتری‌ها معمولاً در موارد زیر انتخاب می‌شوند:

• لپ‌تاپ‌ها و تبلت‌ها
• خودروهای الکتریکی
• ابزارهای برقی صنعتی
• سیستم‌های ذخیره انرژی خورشیدی و برق
• سیگار های الکترونیکی 

 

درکل باتری های لیتیوم یونی بیشترین مصرف در باتری های موجود را دارا است.

اما به دلیل شکل ظاهری، ویژگی ها و نحوه مراقبت و استفاده نمیتوان در هر دستگاهی به کار برد.

اما اگر به دنبال هزینه های کمتر در قبال بهره وری بیشتر هستید، انتخاب باتری لیتیوم یون به شما پیشنهاد میشود.

 

در این مقاله کاربرد های باتری های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری رو بررسی کردیم، مطالعه کنین.

 

نظرتون رو با ما به اشتراک بگذارید.