نظرة عامة على بطاريات الليثيوم بوليمر وكيف أصبحت بطارية شائعة.

نظرة عامة على بطاريات الليثيوم بوليمر وكيف أصبحت بطارية شائعة.

بطاريات الليثيوم أيون موجودة منذ 40 عامًا ولا تزال تمثل الخيار الأكثر شيوعًا للبطارية من نواح كثيرة ، من الهواتف الذكية إلى السيارات الكهربائية. يتمتع الليثيوم بخصائص تجعله مثاليًا للاستخدام في مثل هذه التطبيقات ، ولكن أحد الجوانب السلبية هو أنه لا يعتبر آمنًا للاستنشاق ويجب التخلص منه بشكل صحيح. يمكن أن يكون البديل الواعد هو بطاريات الليثيوم بوليمر التي تعتبر أكثر أمانًا وصديقة للبيئة ويمكن تصنيعها بمركبات مختلفة عن الليثيوم أيون التقليدي. ستظهر هذه الأنواع الجديدة من البطاريات لأول مرة في عام 2020 للسيارات الكهربائية ، ولكن من المرجح أن تبدأ في الظهور في جميع أنحاء الصناعة بحلول عام 2025.

حاليًا ، تعد بطاريات الليثيوم أيون الخيار الأكثر شيوعًا للتطبيقات التجارية لأنها:

1. أعلى كثافة للطاقة لجميع البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

2. خفيفة الوزن جدا وصغيرة نظرا لقدرتها. على سبيل المثال ، تزن بطارية الهاتف الذكي النموذجية 20 جرامًا ولكنها تبلغ سعتها حوالي 6 أمبير و 1000 مللي أمبير في الساعة. 3. يمكن شحنها بطرق مختلفة (على سبيل المثال ، سلكي ، شمسي) لذا فإن الشحن متعدد الاستخدامات 4. تتمتع بأعلى كثافة طاقة مما يعني أنها يمكن أن توفر تيارات عالية مع الحفاظ على جهد معقول 5. عمر طويل - يستغرق حوالي 400- 500 دورة للوصول إلى سعة 50٪

ومع ذلك ، هناك بعض العيوب أيضًا:

1. كانت الكيمياء والتصنيع مكلفتين للغاية.

2. أنها ليست صديقة للبيئة بسبب النفايات السامة التي تنتجها وكذلك التخلص منها.

3. ليس لديهم سجل أمان جيد مقارنة بالبطاريات التقليدية - فهي أسهل في الاشتعال ، تنفجر ، إلخ.

4. يمكن أن تتلف خاصة في حالة ركوب التفريغ العميق - يمكن أن يؤدي الانخفاض المفاجئ في الجهد إلى تدميرها

5. المواد الفعالة قابلة للاشتعال في شكلها الجاف ومتفجرة في شكلها الأنود.

6. لا يمكن إعادة شحنها مثل بطاريات الليثيوم أيون

ومع ذلك ، يمكن لهذه الأنواع الجديدة من البطاريات تغيير كل ذلك من خلال:

1. أن تكون مصنوعة من مواد أكثر أمانًا (فوسفات حديد الليثيوم وكبريت الليثيوم)

2. استخدام طريقة تصنيع أكثر أمانًا - الكاثود مصنوع من البوليمر بدلاً من المعدن ويتم وضعه في علبة بلاستيكية لضمان بيئة آمنة للبطارية (ملاحظة: هذا يعني أيضًا أنه يمكن إعادة تدويرها بشكل أسرع من ليثيوم أيون التقليدية بطاريات)

3. ذات كثافة طاقة منخفضة للغاية - 30-45Wh / kg مقابل 200Wh / kg لبطاريات Li-ion التقليدية

4. ذات سعة منخفضة للغاية - 0.8-1Ah / كجم مقابل 5-10Ah / كجم لبطاريات Li-ion التقليدية

5. ذات كثافة طاقة منخفضة للغاية - 0.01Wh / kg مقابل 5Wh / kg لبطاريات Li-ion التقليدية

6. كونها صديقة للبيئة: الكاثود مصنوع من فوسفات الحديد الذي يمكن إعادة تدويره والإلكتروليت هو نسخة صديقة للبيئة من بوليمر الليثيوم