Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Μπαταρία ιόντων λιθίου»

{{Infobox battery

|Εικόνα=[[File:Nokia Battery.jpg|255px]]

|EtoW={{nowrap|100–265 W·h/kg}}<ref name="PanaLI"/><ref name="greencarcongress" />

{{nowrap|(0,36–0,875 MJ/kg)}}

}}

 

 

 

 

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να θέσουν ιδιαίτερους κινδύνους ασφάλειας επειδή περιέχουν έναν εύφλεκτο ηλεκτρολύτη και ενδέχεται να διατηρούνται υπό [[πίεση]]. Ένας ειδικός σημειώνει "Εάν ένα στοιχείο μπαταρίας φορτίζεται υπερβολικά γρήγορα, μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα, που οδηγεί σε εκρήξεις και πυρκαγιές".<ref name="Hislop">{{cite web |url=http://theamericanenergynews.com/markham-on-energy/solid-state-battery-advance-goodenough |title=Solid-state EV battery breakthrough from Li-ion battery inventor John Goodenough |last=Hislop |first=Martin |date=1 March 2017 |website=North American Energy News |publisher=The American Energy News. |access-date=15 March 2017}}</ref> Λόγω αυτών των κινδύνων, τα πρότυπα ελέγχου είναι πιο αυστηρά από τα πρότυπα για μπαταρίες οξέος-ηλεκτρολύτη.<ref name="Schweber">{{cite web |url=http://electronics360.globalspec.com/article/5555/lithium-batteries-the-pros-and-cons |title=Lithium Batteries: The Pros and Cons |last=Schweber |first=Bill |date=August 4, 2015 |website=GlobalSpec |publisher=GlobalSpec |access-date=March 15, 2017}}</ref><ref>Millsaps, C. (10 July 2012). [http://www.batterypoweronline.com/main/markets/manufacturing-materials/second-edition-of-iec-62133-the-standard-for-secondary-cells-and-batteries-containing-alkaline-or-other-non-acid-electrolytes-is-in-its-final-review-cycle/ Second Edition of IEC 62133: The Standard for Secondary Cells and Batteries Containing Alkaline or Other Non-Acid Electrolytes is in its Final Review Cycle]. Retrieved from Battery Power Online (10 January 2014)</ref><ref name="IEC_62133_2012">{{cite book |title=IEC 62133. Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes – Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable applications |publisher=International Electrotechnical Commission |date=December 2012 |edition=2.0 |isbn=978-2-83220-505-1}}</ref> Έχουν υπάρξει κάποιες ανακλήσεις σχετικές με τις μπαταρίες, που συμπεριλαμβάνουν την ανάκληση του 2016 της [[Samsung]] για το Galaxy Note 7 λόγω πυρκαγιών σε μπαταρίες.<ref name=s7NYT>{{cite news |last=Fowler |first=Suzanne |date=21 September 2016 |title=Samsung's Recall - The Problem with Lithium Ion Batteries |url=https://www.nytimes.com/2016/09/03/technology/samsungs-recall-the-problem-with-lithium-ion-batteries.html?_r=0 | work=[[New York Times]] |location=New York |access-date=15 March 2016}}</ref><ref name=s7news />

*Το ''2001'' – οι Zhonghua Lu και Jeff Dahn παρουσίασε μια ευρεσιτεχνία<ref>{{cite patent |country=US |number=US6964828 B2 |status= |title=Cathode compositions for lithium-ion batteries |pubdate= |gdate= |fdate= |pridate= |inventor=Lu, Zhonghua |invent1=Dahn, Jeffrey R. |invent2= |assign1= |assign2= |class= |url=https://www.google.com/patents/US6964828}}</ref> για την κατηγορία υλικών θετικού ηλεκτροδίου οξειδίου κοβαλτίου νικελίου μαγγανίου λιθίου (NMC), που προσφέρει βελτιώσεις ασφαλείας και πυκνότητας ενέργειας συγκριτικά με το πλατιά χρησιμοποιούμενο οξείδιο κοβαλτίου-λιθίου.

*Το ''2002'' – Ο Yet-Ming Chiang και η ομάδα του στο [[Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης|MIT]] εμφάνισαν μια σημαντική βελτίωση στην απόδοση των μπαταριών λιθίου αυξάνοντας την αγωγιμότητα του υλικού με πρόσμειξή του<ref>{{Cite journal | doi = 10.1038/nmat732| pmid = 12618828| title = Electronically conductive phospho-olivines as lithium storage electrodes| journal = Nature Materials| volume = 1| issue = 2| pages = 123–128| year = 2002| last1 = Chung | first1 = S. Y. | last2 = Bloking | first2 = J. T. | last3 = Chiang | first3 = Y. M. }}</ref> με [[αργίλιο]], [[νιόβιο]] and [[ζιρκόνιο]]. Ο ακριβής μηχανισμός που προκάλεσε την αύξηση έγινε θέμα πλατιάς διαμάχης.<ref name="economist">{{Cite news| title = In search of the perfect battery| work = The Economist| date = 6 March 2008| url = http://www.economist.com/science/tq/displaystory.cfm?story_id=10789409| format = PDF| accessdate =11 May 2010|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110727090354/http://www.mitenergyclub.org/assets/2009/9/25/Economist_Batteries2008.pdf| archivedate=27 July 2011}}</ref>

*Το ''2011'' – οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υπολογίζονται στο 66% όλων των φορητών δευτερογενών (δηλαδή, επαναφορτιζόμενων) πωλήσεων μπαταριών στην Ιαπωνία.<ref>[http://www.baj.or.jp/e/statistics/02.php Monthly battery sales statistics]. Machinery statistics released by the Ministry of Economy, Trade and Industry, March 2011.</ref>

*Το ''2012'' – Απονεμήθηκε στους John Goodenough, Rachid Yazami και Akira Yoshino μετάλλιο για τεχνολογίες ασφαλείας και περιβάλλοντος της [[IEEE]] για την ανάπτυξη της μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Τα τρία πρωτογενή λειτουργικά συστατικά μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι το θετικό και το αρνητικό ηλεκτρόδιο και ο ηλεκτρολύτης. Γενικά, το αρνητικό ηλεκτρόδιο ενός συμβατικού στοιχείου ιόντων λιθίου αποτελείται από [[άνθρακας|άνθρακα]]. Το θετικό ηλεκτρόδιο είναι μεταλλικό [[οξείδιο]] και ο [[ηλεκτρολύτης]] είναι [[άλας]] [[λίθιο|λιθίου]] σε έναν [[οργανική ένωση|οργανικό]] [[διαλύτης|διαλύτη]].<ref>Silberberg, M. (2006). ''Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change'', 4th Ed. New York (NY): McGraw-Hill Education. p. 935, {{ISBN|0077216504}}.</ref> Οι ηλεκτροχημικοί ρόλοι των ηλεκτροδίων αντιστρέφονται μεταξύ ανόδου και καθόδου, ανάλογα με την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος μέσω του στοιχείου.

 

 

Ο ηλεκτρολύτης είναι συνήθως μείγμα ανθρακικών οργανικών όπως ανθρακικό αιθυλένιο (ethylene carbonate) ή ανθρακικό διαιθύλιο (diethyl carbonate) που περιέχουν σύμπλοκα ιόντων λιθίου.<ref>[http://www.tek.com/Measurement/Service/msds/01914600.pdf MSDS: National Power Corp Lithium Ion Batteries] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110626215943/http://www.tek.com/Measurement/Service/msds/01914600.pdf |date=2011-06-26 }} (PDF). tek.com; Tektronix Inc., 7 May 2004. Retrieved 11 June 2010.</ref> Αυτοί οι μη υδατικοί ηλεκτρολύτες χρησιμοποιούν γενικά άλατα ανιόντων μη συναρμογής (non-coordinating anion salts) όπως το εξαφθοροφωσφορικό λίθιο ({{chem|LiPF|6}}), μονοένυδρο εξαφθοροαρσενικικό λίθιο ({{chem|LiAsF|6}}), υπερχλωρικό λίθιο ({{chem|LiClO|4}}), τετραφθοροβορικό λίθιο ({{chem|LiBF|4}}) και τριφθορομεθανοσουλφονικό λίθιο (lithium triflate) ({{chem|LiCF|3|SO|3}}).

Ανάλογα με τις επιλογές υλικών, μπορούν να αλλάξουν δραματικά η [[διαφορά δυναμικού|τάση]], η [[θερμική αξία|ενεργειακή πυκνότητα]], η ζωή και η ασφάλεια των μπαταριών ιόντων λιθίου. Πρόσφατα, έχουν χρησιμοποιηθεί καινοτόμες τεχνικές [[νανοτεχνολογία]]ς για να βελτιωθεί η απόδοση.

 

 

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πιο δαπανηρές από τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου, αλλά λειτουργούν σε μια πλατύτερη περιοχή θερμοκρασιών με υψηλότερες ενεργειακές πυκνότητες. Απαιτούν προστατευτικό κύκλωμα για να περιοριστεί η τάση κορυφής.

|

|-

|-

|Οξείδιο κοβαλτίου-λιθίου (Lithium Cobalt Oxide) (LiCoO₂)

 

===Διάχυση===

 

<math>\frac{\partial c}{\partial t}=-\frac{D}{\varepsilon}\frac{\partial c}{\partial x}</math>

 

 

==Χρήσεις==

 

== Έρευνα ==

Οι ερευνητές εργάζονται στη βελτίωση της πυκνότητας ισχύος, της ασφάλειας, της διάρκειας του κύκλου (της ζωής της μπαταρίας), του χρόνου επαναφόρτισης, του κόστους, της ευελιξίας και άλλων χαρακτηριστικών, καθώς και των μεθόδων έρευνας και χρήσεων αυτών των μπαταριών.

 

* Ερευνητές στην IBM στην Ινδία ανέφεραν πειραματική παροχή ισχύος με χρήση στοιχείων ιόντων λιθίου από απορριπτόμενες συστοιχίες μπαταριών φορητών υπολογιστών για χρήση σε περιοχές των αναπτυσσόμενων χωρών που είναι χωρίς ηλεκτρισμό.<ref>{{cite web|title=UrJar: A Lighting Solution using Discarded Laptop Batteries|url=http://www.dgp.toronto.edu/~mjain/UrJar-DEV-2014.pdf|accessdate=14 December 2014}}</ref>

* Τον Νοέμβριο του 2016, η Yasunaga, ένας ιαπωνικός κατασκευαστής μπαταριών, αποκάλυψε ότι έχουν αναπτύξει ειδική επεξεργασία επιφάνειας θετικού ηλεκτροδίου που μπορεί να επιτρέψει στην μπαταρία να έχει περισσότερες από δώδεκα φορές τον κύκλο της ζωής μιας συμβατικής μπαταρίας ιόντων λιθίου. Οι μπαταρίες δοκιμάστηκαν από 60.000 έως 102.400 κύκλους πριν να πέσουν στο 70% της αρχικής νέας χωρητικότητας, σε σύγκριση με τις συμβατικές μπαταρίες που είχαν μόνο 5000 έως 6000 κύκλους. Αυτή η τεχνολογία εμφάνισε, επίσης, 12% μείωση στην αντίσταση του στοιχείου. Η Yasunaga σχολίασε επίσης ότι η ζωή αναμένεται να γίνει ακόμα πιο μεγάλη όταν εφαρμοστεί η ίδια τεχνολογία σε αρνητικά ηλεκτρόδια.<ref name=yasunaga>{{cite web|url=http://www.fine-yasunaga.co.jp/ir/pdf/news/press20161122.pdf|title=リチウムイオン電池製造に関する新技術開発のお知らせ }}</ref>

 

==Παραπομπές==

<references />

 

{{Refbegin}}

*{{cite book |author-first=Davide |author-last=Andrea |url=http://book.liionbms.com/ |title=Battery Management Systems for Large Lithium-Ion Battery Packs |publisher=Artech House |p=234 |isbn=1608071049 |year=2010 |access-date=3 June 2013 |ref=harv}}