Erstmals in den 1970er Jahren vorgeschlagen und 1991 von Sony kommerziell hergestellt, werden Lithiumbatterien heute in Mobiltelefonen, Flugzeugen und Autos verwendet. Trotz mehrerer Vorteile, die sie zu zunehmenden Erfolg in der Energiewirtschaft geführt haben, Lithium-Ionen-Batterien haben einige Nachteile und sind ein Thema, das viel Diskussion auslöst.
Aber was genau sind Lithiumbatterien und wie funktionieren sie?
Woraus bestehen Lithiumbatterien?,
Eine Lithiumbatterie besteht aus vier Schlüsselkomponenten. Es hat die Kathode, die die Kapazität und Spannung der Batterie bestimmt und die Quelle der Lithiumionen ist. Die Anode ermöglicht den Stromfluss durch einen externen Stromkreis, und wenn die Batterie geladen wird, werden Lithiumionen in der Anode gespeichert.
Der Elektrolyt besteht aus Salzen, Lösungsmitteln und Additiven und dient als Leitung von Lithiumionen zwischen Kathode und Anode. Schließlich gibt es den Separator, die physikalische Barriere, die Kathode und Anode auseinander hält.,
Vor-und Nachteile von Lithiumbatterien
Lithiumbatterien haben eine viel höhere Energiedichte als andere Batterien. Sie können bis zu 150 Wattstunden (WH) Energie pro Kilogramm (kg) haben, verglichen mit Nickel-Metallhydrid-Batterien bei 60-70WH/kg und Blei-Säure-Batterien bei 25WH/kg.
Sie haben auch eine niedrigere Entladungsrate als andere und verlieren in einem Monat etwa 5% ihrer Ladung im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Batterien (NiMH), die in einem Monat 20% verlieren.,
Lithiumbatterien enthalten jedoch auch einen brennbaren Elektrolyten, der kleine Batteriebrände verursachen kann. Dies führte zu den berüchtigten Samsung Note 7-Smartphone-Verbrennungen, die Samsung zwangen, die Produktion zu verschrotten und den Marktwert von 26 Milliarden US-Dollar zu verlieren. Es sollte beachtet werden, dass dies bei großen Lithiumbatterien nicht der Fall ist.
Lithium-Ionen-Batterien sind auch teurer herzustellen,da sie fast 40% mehr kosten können als Nickel-Cadmium-Batterien.,
Wettbewerber
Lithium-Ionen stehen im Wettbewerb mit einer Reihe alternativer Batterietechnologien, von denen sich die meisten in einer Entwicklungsphase befinden. Eine solche alternative ist die Salzwasser-Batterien angetrieben.
In der Entwicklung von Aquion Energy werden sie aus Salzwasser, Manganoxid und Baumwolle gebildet, um etwas zu schaffen, das mit “ reichlich vorhandenen, ungiftigen Materialien und modernen kostengünstigen Herstellungstechniken hergestellt wird.“Aus diesem Grund sind sie die einzigen Batterien der Welt, die Cradle-to-Cradle-zertifiziert sind.,
Ähnlich wie bei der Aquion-Technologie verwendet die „Blaue Batterie“ von AquaBattery eine Mischung aus Salz und Süßwasser, die durch Membranen fließt, um Energie zu speichern. Andere potenzielle Batterietypen sind die urinbetriebenen Batterien des Bristol Robotics Laboratory und die Lithium-Ionen-Batterie der University of California Riverside, die Sand anstelle von Graphit für die Anode verwendet, was zu einer Batterie führt, die dreimal so leistungsstark ist wie der Industriestandard.