امروزه اکثر لوازم الکترونیکی باتری خور مانند لپ تاپ، تبلت، موبایل، خودروهای مدرن، دوچرخه برقی به دلیل وزن کم و چگالی انرژی بالای باتری لیتیومی از باتری لیتیومی استفاده می کنند، بنابراین مهم ترین ویژگی باتری لیتیومی ذخیره سازی انرژی است، که همین ویژگی سبب شده باتری لیتیومی آینده صنعت انرژی باشند. در ادامه شما را با اینکه چرا باتری های لیتیومی آینده صنعت انرژی هستند آشنا می کنیم.
تحول انرژی و نیاز به ذخیره هوشمند برق
انسان در همه زمان ها علی الخصوص این قرن نیاز به انرژی پاک دارد، با توجه به جعمیت و توسعه فناوری رشد پیدا کرده است، مصرف برق نیز به شدت افزایش داشته است. منابع تجدید پذیر مانند خورشید و باد عالی هستند، اما همیشه در دسترس نیستند. مثلاً شب که آفتاب نیست، اینجاست که نام باتری لیتیومی می درخشد و مثل یک مثل قهرمان وارد صحنه می شوند و مشکل را حل می کنند. این باتری ها می توانند انرژی مازاد روز را ذخیره و شب دوباره آزاد کنند؛ درست مثل یک مخزن هوشمند انرژی.
نقش باتری های لیتیومی در صنایع مختلف
از نقش باتری لیتیومی در صنایع مختلف که افراد را برای خرید باتری لیتیومی ترغیب می کند می توانیم به خودروهای برقی و آینده حمل و نقل، ذخیره انرژی در نیروگاه های خورشیدی و بادی، ساعت و وسایل هوشمند هستند. خودروهای برقی بدون باتری لیتیومی عملاً وجود نداشتند. این باتری ها توان بالا، وزن کم و شارژ سریع را هم زمان ارائه می دهند. برندهایی مثل تسلا، بی ام و و هیوندای میلیاردها دلار روی این فناوری سرمایه گذاری کرده اند تا مسافت طی شده و زمان شارژ را بهبود دهند.
باتری های لیتیومی به نیروگاه ها کمک می کنند انرژی تولید شده در زمان اوج تابش یا وزش باد را ذخیره و در ساعات دیگر استفاده کنند. همین ویژگی باعث شده سیستم های ذخیره انرژی خانگی هم محبوب شوند؛ مثل پاوروال تسلا. از ساعت و هندزفری گرفته تا پهپاد و لپ تاپ، همه از لیتیوم بهره می برند. اگر این فناوری نبود، باید گوشی های بزرگ تر و سنگین تری داشتیم با عمر باتری نصف امروز.
دلایل اصلی برتری باتری های لیتیومی نسبت به نسل های قبلی
دلایل اصلی که باتری لیتیومی نسبت به نسل های قبلی که بر قیمت باتری لیتیومی اثر می گذارد دارد، وزن سبک و تراکم انرژی بالا، دوام بالا و شارژ سریع، سازگاری با محیط زیست هستند. یکی از مهم ترین ویژگی های باتری لیتیومی نسبت انرژی به وزن است. این یعنی می توان انرژی بیشتری را بدون افزایش حجم یا وزن ذخیره کرد. به همین دلیل است که در لپ تاپ، موبایل و خودروهای برقی از آن ها استفاده می شود.
در دنیایی که آلودگی محیطی بزرگ ترین چالش بشر است، باتری لیتیومی دوست زمین اند. چون فاقد فلزات سمی مثل سرب و جیوه هستند و بازیافت آن ها با روش های مدرن ممکن است. برخلاف باتری های سنتی، باتری لیتیومی هزاران بار شارژ و تخلیه می شود بدون اینکه عملکردش افت کند. سرعت شارژ بالا هم یکی دیگر از مزیت های جذاب آن است؛ چیزی که مخصوصاً برای خودروهای برقی حیاتی است.
آشنایی با ساختار و عملکرد باتری های لیتیومی
ساختار و عملکرد باتری لیتیومی این گونه است که ازاز سه جزء اصلی آند، کاتد و الکترولیت تشکیل شده اند. هنگام شارژ، یون های لیتیوم از کاتد به آند حرکت می کنند و هنگام استفاده برعکس برمی گردند. این رفت و برگشت همان چیزی است که انرژی الکتریکی تولید می کند.
چالش ها و محدودیت های فناوری لیتیومی
همانطور که همه فناوری ها بی عیب نیستند، البته باتری لیتیومی از این قاعده مستثنی نیست، برای مثال استخراج و کمبود منابع لیتیوم، مشکلات بازیافت و هزینه تولید اشاره کنیم. منابع لیتیوم محدود و استخراج آن پرهزینه است. کشورهایی مثل شیلی، استرالیا و چین تأمین کنندگان اصلی این فلز هستند و افزایش تقاضا می تواند قیمت ها را بالا ببرد. بازیافت باتری لیتیومی هنوز در مراحل ابتدایی است و نیاز به تجهیزات گران دارد. همچنین تولید آن ها نیازمند انرژی زیاد است، که باید با منابع پاک تأمین شود تا واقعاً سبز باشند.
تفاوت باتری های لیتیومی با باتری های قدیمی
از تفاوت باتری های قدیمی مانند باتری های سرب اسید و نیکل کادمیوم با باتری لیتیومی سبک ترند و چگالی انرژی بسیار بیشتری دارند. یعنی می توانند مقدار زیادی انرژی را در فضای کوچک ذخیره کنند. برای خرید باتری لیتیومی به سایت شهرباتری مراجعه کنید.
نکات مهم در نگهداری و استفاده از باتری های لیتیومی سیلندری و پلیمری