리튬 배터리는 무엇이며 어떻게 작동합니까?

리튬 이온 배터리는 무엇이며 무엇으로 구성되며 다른 배터리 저장 기술과 비교하여 어떤 이점이 있습니까?

1970년대에 처음 제안되었고 1991년 Sony에서 상업적으로 생산된 리튬 배터리는 현재 휴대전화, 비행기 및 자동차에 사용됩니다.에너지 산업에서 성공을 증가시키는 몇 가지 장점에도 불구하고 리튬 이온 배터리에는 몇 가지 단점이 있으며 많은 토론을 이끌어내는 주제입니다.

그러나 리튬 배터리는 정확히 무엇이며 어떻게 작동합니까?

리튬 배터리는 무엇으로 만들어지나요?

리튬 배터리는 4가지 핵심 구성 요소로 구성됩니다.그것은 배터리의 용량과 전압을 결정하고 리튬 이온의 소스인 음극을 가지고 있습니다.양극은 외부 회로를 통해 전류를 흐르게 하고 배터리가 충전되면 양극에 리튬 이온이 저장된다.

전해질은 염, 용매 및 첨가제로 형성되며 양극과 음극 사이에서 리튬 이온의 도관 역할을 합니다.마지막으로 양극과 음극을 분리하는 물리적 장벽인 분리기가 있습니다.

리튬 배터리의 장점과 단점

리튬 배터리는 다른 배터리보다 훨씬 높은 에너지 밀도를 가지고 있습니다.60-70WH/kg의 니켈 금속 수소화물 배터리와 25WH/kg의 납산 배터리에 비해 킬로그램(kg)당 최대 150와트시(WH)의 에너지를 가질 수 있습니다.

또한 한 달에 20% 손실되는 니켈 카드뮴(NiMH) 배터리에 비해 방전율이 다른 배터리보다 낮습니다.

그러나 리튬 배터리에는 소규모 배터리 화재를 일으킬 수 있는 가연성 전해질도 포함되어 있습니다.이것이 악명 높은 Samsung Note 7 스마트폰 연소를 일으킨 원인이었습니다.스크랩 생산시장 가치에서 260억 달러를 잃게 됩니다.이것은 대규모 리튬 배터리에 발생하지 않았다는 점에 유의해야 합니다.

리튬 이온 배터리는 생산 비용도 더 많이 듭니다.거의 비용니켈-카드뮴 배터리보다 40% 더 생산합니다.

경쟁사

리튬이온, 경쟁업체와 경쟁다양한 대체 배터리 기술,대부분이 개발 단계에 있습니다.그러한 대안 중 하나는 바닷물 구동 배터리입니다.

Aquion Energy에서 개발 중, 염수, 산화망간, 면 등을 원료로 하여 '풍부한 무독성 재료와 현대의 저비용 제조 기술'을 사용하여 만든 제품입니다.이 때문에 크래들 투 크래들 인증을 받은 세계 유일의 배터리입니다.

아퀴온의 기술과 유사하게,AquaBattery의 'Blue Battery'는 소금과 민물을 혼합하여 사용합니다.에너지를 저장하기 위해 막을 통해 흐릅니다.다른 잠재적 배터리 유형에는 Bristol Robotics Laboratory의 소변 동력 배터리 및캘리포니아 대학교 리버사이드음극에 흑연 대신 모래를 사용하는 리튬 이온 배터리로 업계 표준보다 3배 더 강력한 배터리를 구현합니다.