باتری های لیتیوم-یونی

باتری‌های لیتیوم-یونی به دلیل چگالی انرژی بالا، وزن کم و عمر طولانی، به عنوان یکی از مهم‌ترین فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی در دنیای امروز شناخته می‌شوند. این باتری‌ها در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی، از تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا خودروهای برقی و سیستم‌های ذخیره انرژی بزرگ‌مقیاس، کاربرد دارند.باتری‌های لیتیوم-یونی بر اساس حرکت یون‌های لیتیوم بین دو الکترود کار می‌کنند. این الکترودها معمولاً از مواد کربنی (آند) و ترکیبات لیتیوم (کاتد) ساخته شده‌اند. یک الکترولیت نیز بین دو .الکترود قرار دارد که به حرکت یون‌های لیتیوم اجازه می‌دهد


ساختار و عملکرد:

-          هنگام دشارژ: یون‌های لیتیوم از آند به سمت کاتد حرکت می‌کنند و در این حین، الکترون‌ها از طریق مدار خارجی به سمت کاتد جریان می‌یابند و انرژی الکتریکی تولید می‌کنند.

​

-          هنگام شارژ: جریان الکتریکی خارجی، یون‌های لیتیوم را مجبور می‌کند تا از کاتد به سمت آند حرکت کنند و به این ترتیب باتری شارژ می‌شود.

مزایا:

-          چگالی انرژی بالا: این باتری‌ها می‌توانند مقدار زیادی انرژی را در حجم کم ذخیره کنند.

-          وزن کم: نسبت به سایر انواع باتری‌ها، وزن کمتری دارند.

-          خود تخلیه کم: این باتری‌ها نسبت به سایر انواع باتری‌ها، خود تخلیه کمتری دارند و انرژی خود را به آرامی از دست می‌دهند.

-          سیکل عمر بالا: این باتری‌ها را می‌توان تعداد زیادی بار شارژ و دشارژ کرد.

-          ولتاژ بالا: ولتاژ هر سلول لیتیوم-یونی نسبت به سایر انواع باتری‌ها بیشتر است.

-          حافظه ندارد: بر خلاف باتری‌های نیکل-کادمیوم، این باتری‌ها دچار اثر حافظه نمی‌شوند.

کاربردها:

-          دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل: تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها، دوربین‌های دیجیتال و ...

-          خودروهای برقی و هیبریدی: تامین انرژی برای حرکت خودرو

-          سیستم‌های ذخیره انرژی خانگی: ذخیره انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی

-          شبکه‌های برق: برای ذخیره انرژی اضافی تولید شده از منابع تجدیدپذیر و تنظیم فرکانس و ولتاژ شبکه

-          ابزارهای برقی: دریل‌های شارژی، اره‌های برقی و ...

-          وسایل پزشکی قابل حمل: ضربان‌ساز، پمپ‌های انسولین و ...

محدودیت‌ها

-          هزینه: هزینه تولید باتری‌های لیتیوم-یونی نسبت به برخی از انواع دیگر باتری‌ها بیشتر است.

-          ایمنی: در صورت استفاده نادرست یا آسیب دیدن، ممکن است خطر آتش‌سوزی داشته باشند.

-          دمای عملیاتی: دمای بسیار بالا یا بسیار پایین می‌تواند بر عملکرد باتری تأثیر منفی بگذارد.