Ana Səhifə > Xəbərlər > Bloq
Litium batareyaları düzgün işləməsi və yaxşı məhsuldarlıq göstərməsi üçün anod, katod və elektrolit kimi üç əsas komponentin birgə işləməsinə əsaslanır. Bu gün əksər anodlar qrafitdən hazırlanır, çünki batareya işə düşəndə litium ionlarını saxlaya bilirlər. Bu qədər çox ionu saxlama qabiliyyəti isə litium batareyalarına təsirli enerji sıxlığı verir və onları kempinq səfərləri zamanı insanların istifadə etdiyi böyük daşınan enerji qurğuları üçün əlverişli edir. İndi katodlara baxdıqda, onlar adətən müxtəlif növ litium metal oksidlərindən ibarətdir. Yaygın olanlara litium kobalt oksid və litium dəmir fosfat daxildir. Bu materialları xüsusi edən cəhət onlardır ki, istifadə şəraiti dəyişsə və ya temperatur dalğalanmaları olsa belə, saxlanan ümumi enerji miqdarını artırır və bütün sistemin sabitliyini saxlayır.
Batareyalarda elektrolit litum ionlarının müsbət və mənfi elektrodlar arasında irəli-geri hərəkət etdiyi yol kimi xidmət edir. Ən çox yayılmış halda litum duzlarının üzvi həlledicilərdə həll edilməsi yolu ilə hazırlanır, bu qarışığın müxtəlif temperaturlarda nə qədər sabit qaldığı batareyanın ömrünü və onun işlədilməsi zamanı təhlükəsiz olub-olmamasını birbaşa təsir edir. Elektrik avtomobilləri və ya şəbəkə ölçüsündə saxlama qurğuları kimi şeylər üçün kimyəvi sabitliyin saxlanması olduqca vacibdir, çünki heç kəs cihazının və ya sisteminin bir neçə aydan sonra xərabiyyətə uğramasını istəməz. Bütün bu hissələrin birlikdə düzgün şəkildə funksiyasını yerinə yetirməsi lazımdır ki, bizim telefonlarımız gün boyu işləsin, tibbi avadanlıqlar etibarlı şəkildə işləyərək qalsın və bərpa olunan enerji mənbələri ən çox ehtiyac duyulan zaman elektrik enerjisini səmərəli şəkildə saxlaya bilsin.
Ayrılmış hissə litium batareyaların təhlükəsiz və düzgün işləməsini təmin etməkdə mühüm rol oynayır. Əsasən, o, batareyanın müsbət və mənfi hissələrinin bir-birinə doğrudan toxunmasını dayandırır; əks halda bu, təhlükəli qısa qapanmaya və bütün batareyaların sıradan çıxmasına səbəb olacaq. Hazırda istifadə olunan çoxluq ayrılmışlar polietilen və ya polipropilen kimi plastiklərdən hazırlanır. Bu materiallar litium ionlarının sərbəst şəkildə keçməsinə imkan verir, lakin elektronları blok edir. Həmçinin, batareyanın daxilində yaranan dendritlərin əmələ gəlməsini də maneə törədir. Dendritlər ayrılmış hissə üzərində böyüyən kiçik ağaclar kimi görünür və əgər çox böyürlərsə, materialda deliklər açaraq ciddi problemlər yarada bilərlər.
Ayrıcının keyfiyyəti istehsal sahəsində çox önəmlidir, bu isə tədqiqatlarla və sənaye tərəfindən təkrar-təkrar çağırılan məhsullarla dəstəklənir. İonların sərbəst hərəkət edə bildiyi lakin təhlükəsizlik pozulmadan düzgün qarışıq almaq çox önəmlidir. Uzunömürlü və yaxşı işləyən batareyaların hazırlanmasında keyfiyyətli ayırıcı materiallara investisiya etmək artıq seçim deyil, vacibdir. Bu, həm də biznes baxımından ağıllı addımdır. Bu ayırıcılar sadəcə orada durmur, onlar müxtəlif növ enerji saxlama sistemlərində əsas komponentlərdir. Güneş enerjisi quraşdırmalarını və ya insanların indi hər yerdə daşıdığı kiçik daşınabilir yükleyiciləri nəzərdən keçirin. Əgər düzgün ayırıcılar olmasa, bu texnologiyalar uzun müddət təhlükəsiz və ya səmərəli şəkildə işləməzdi.
Litium batareyalar işə qabiliyyətini litium ionlarının anod və katod arasında irəli-geri hərəkətindən alır. Şarj olunma baş tutduğu zaman bu ionlar anoddan katoda keçir və burada enerji yığır. Enerjiyə ehtiyacımız olduqda isə ionlar anoda geri qayıdır və bu səfər zamanı elektrik yaranır. Bu prosesin nə qədər səmərəli işləməsi batareyanın ümumiyyətlə nə qədər yaxşı işlədiyini müəyyən edir. Tədqiqatlar göstərir ki, ionların hamar hərəkətini təmin etmək batareyanın performansını artırır və onun tükənməsinə qədər olan müddəti uzadır. Ionların hərəkət axını nə qədər yaxşı olarsa, batareya bir o qədər uzunömürlü və etibarlı olar. Buna görə də bu gün elektron cihazların çoxu enerji təchizatı üçün litium texnologiyasına əsaslanır.
Litiyum batareyalarda baş verən redoks reaksiyaları, yəni maddələrin reduksiya və ya oksidasiya olunduğu kimyəvi dəyişikliklər, enerjinin buraxılmasına imkan verir. Əsasən, bu reaksiyalar batareya daxilində həm anod, həm də katod tərəflərdə baş verir, elektronlar hərəkət edərkən litiyum ionları bir tərəfdən digər tərəfə sıçrayır. Bu reaksiyaların necə işlədiyini yaxşı başa düşmək, daha çox enerji saxlayan və səmərəli işləyən batareyalar üçün yeni materiallar hazırlamaqda çox vacibdir. Tədqiqatçılar illərdir bu kimyanın düzgün qurulmasının, danışılan yeni batareya texnologiyalarının hamısını mümkün edən əsas amil olduğunu vurğulayırlar. Redoks reaksiyalarını daha yaxşı öyrənmək yaxşı batareyaların hazırlanmasına kömək edəcək, həmçinin gələcəkdə daha inqilablı innovasiyaların qapısını da açacaq, bu innovasiyalar isə elektron cihazlarımıza və elektrik avtomobillərinə yönələcəkdir.
Batareya İdarəetmə Sistemləri və ya BMS, litium-ion batareyaların stabilliyini saxlamaq üçün çox vacibdir, çünki onlar hər bir hüceyrədə gərginliyi izləyir. Bu izləmə düzgün şəkildə həyata keçirildikdə, hər hüceyrəni təhlükəsiz diapazonda saxlayır, uzun müddət ərzində batareyanın performansını pisləşdirən və nəticədə onun xidmət müddətini qısaltan şeylərə, məsələn, qeyri-müəyyən şarj olunmaya mane olur. BMS-in gördüyü işin əsas komponentlərindən biri hüceyrə balanslaşdırılması adlanır. Əsasən, bu o deməkdir ki, bütün hüceyrələrdə təxminən eyni miqdarda elektrik yükü saxlanılır. Əksər istehsalçılar müəyyən ediblər ki, hüceyrələr düzgün şəkildə balanslaşdıqda, bütün batareya paketi daha uzun ömürlü olur və ömrü boyu daha yaxşı işləyir. Hətta bəzi tədqiqatlar göstərir ki, yaxşı balanslaşdırma real şəraitdə batareyanın ümumi səmərəliliyini təxminən 15% artıracaq.
Tədqiqatlar göstərir ki, hüceyrələr düzgün şəkildə tarazlaşdırıldığı zaman batareyalar bu xüsusiyyətə malik olmayanlardan təxminən 25% daha uzun ömürlü olur. Bəs ona görə də Batareya İdarəetmə Sistemləri (BMS) bu günə qədər o qədər vacib hala gəlib ki, xüsusilə elektrik maşınlarından tutmuş günəş enerjisi saxlama həllərinə qədər hər yerdə gördüyümüz lityum batareyalar üçün bu qədər vacibdir. Təsirli şəkildə izlənən gərginlik və tarazlıqda saxlanılan hüceyrələr enerji saxlama sistemlərinin nə qədər etibarlı və səmərəli işlədiyində böyük fərq yaradır. Məsələn, daşınan enerji stansiyalarını götürək, onların daxili komponentləri bir-birinə qarşı daim mübarizə aparmadığı üçün daha uzun müddət daha yaxşı işləyir.
Batareya İdarəetmə Sistemləri (BMS) tərəfindən həyata keçirilən işlərdən biri də istiliyi idarə etməkdir. Bu sistemlərdə batareyaların daxili hissələrində istilik yüksəlməyə başlayanda onu aşkar edən sensorlar var, sonra isə istiliyi başqa yere köçürmək və ya ümumiyyətlə aradan qaldırmaq üçün tənzimləyicilər işə düşür. Batareyaların ən optimal temperaturda saxlanması onların iş qabiliyyəti və təhlükəsizliyi üçün çox vacibdir. Əksər batareyalar 0°C-dən 45°C-ə qədər olan temperaturlarda ən yaxşı şəkildə işləyir. Lakin temperatur çox yüksəldikdə batareyalar daha səmərəli işləməyə başlayır. Əslində, çox yüksək temperaturlar batareyaların tamamilə iş qabiliyyətini itirməsinə səbəb ola bilər ki, bu da heç kəsə, xüsusən də təcili elektrik enerjisi ehtiyatı kimi kritik vəziyyətlərdə xoş gəlməz.
Ətirazlanan temperaturu idarə etmək, elektrik bisiklet pilləri və digər litium-ion tətbiqləri ilə əlaqəli olan pillə yangını nəsəbən əhəmiyyətli səbəb olan ətirazlanma risklərini məhd edən əsas addımdır. Tədqiqatlar bu xəlləri azaltmaqdakı ətirazlanan temperaturu idarəetmənin əhəmiyyətini vurğulayır və pillə təhlükəsizlik situasiyalarında yaxşı işləyən BMS-nin rolünü əks etdirir.
Batareyaların idarə edilməsi sistemləri (BMS) zəruri qoruyucu funksiyalara malikdir, məsələn, zəifləmə və ya çox dərin doldurulmadan qorunma. Əksər müasir BMS konstruksiyalarında iki növ ayırma sistemi mövcuddur: biri prosesi fiziki olaraq dayandıran sərt ayırma, digəri isə ekstrem hallara çatmamışdan əvvəl prosesi yavaşlatan yumşaq ayırma. Bu tədbirlər batareyaların uzun müddət sağlam qalmasında və istifadəçini təhlükəsizlik baxımından qorunmasında mühüm rol oynayır. Məsələn, əgər telefonun batareyası çox istilənərsə, o, tutuşa bilər! BMS praktiki olaraq erkən xəbərdarlıq sistemi kimi işləyir və hüceyrələrin şişməsi və ya tamamilə sıradan çıxması kimi fəlakətləri qarşısını alır.
Rəqəmlər bu təminat sistemlərinin nə qədər yaxşı olduğunu təsdiqləyir. BMS-in keyfiyyətli tənzimlənməsi olan batareyaların səngimə ehtimalı sənaye məlumatlarına əsasən daha aşağıdır. Bunun səbəbi isə problemləri ciddi hala gəlməzdən əvvəl aşkarlayan monitorinq sisteminin olmasıdır. Uzun müddətli etibarlılıq üçün kifayət qədər pul xərcləmək BMS texnologiyasında həm təhlükəsizlik, həm də ömrü baxımından böyük qazanc gətirir. Bunu xüsusilə günəş enerjisi saxlama həllərində, dayanılmaz vəziyyətlərin maliyyə itkisinə səbəb olduğu yerlərdə, həmçinin kəmpinq səfərləri və ya fövqəladə hallarda istifadə olunan daşınan enerji mənbələrində aydın şəkildə görə bilərik.
Bu gün litium batareyalar köhnə batareya növlərinə nisbətən kiçik sahələrdə daha çox enerji saxlaya bilir. Buna görə də insanların indi hər yerdə istifadə etdiyi daşınabilir enerji stansiyalarında yaxşı işləyir. Onlar daha az yer tutduqları üçün istehsalçılar onları müxtəlif cihazlara və avadanlıqlara yerləşdirə bilir. Elektrik maşınları, kempinq avadanlıqları, hətta evlər üçün elektrik kəsildiyi zaman ehtiyat enerji sistemlərini nəzərdə tutun. Bəzi bazar araşdırmalarına görə, litiumla işləyən bu cihazlar əslində qurğuşun-turşulu batareyaların saxlaya bildiyindən təxminən on dəfə çox elektrik yükləyə bilir. Elektrik enerjisinin saxlanmasında ümumiyyətlə nə qədər yaxşı işlədiklərini nəzərə alsaq, bu məntiqlidir.
Litium batareyalar yüklənmə və boşalma dövrlərini minlərlə dəfə davam etdikdən sonra əhəmiyyətli dərəcədə aşınma və soyulma nümayiş etdirə bilər, bəzən əvəzetmədən əvvəl təxminən 5000 dövrə çatır. Çünki onlar qədər davamlıdırlar, bu batareyalar günəş enerjisinin saxlanması üçün çox yaxşı işləyir. Uzun ömürlü olması ev sahiblərinin və bizneslərin batareyalarını tez-tez əvəzetməmələrinə səbəb olur ki, bu da gələcəkdə pul qənaət etməyə kömək edir. Günəş sistemləri üçün litium batareyalara keçid edən insanların çoxu ilkin investisiyalarını gözlədiklərindən daha tez ödədiyini bildirirlər. Davamlılıq və səmərəli qiymət birləşməsi litium batareyaları, xüsusən günəş paneli ilə birləşdirildikdə, uzunmüddətli enerji saxlama həlləri axtaran hər kəs üçün ağıllı seçim halına gətirir.
Litium batareyalardan ən yaxşı nəticələri almaq üçün ağıllı doldurma vərdişləri vacibdir. İnsanlar cihazları üçün düzgün zaryad qurğusundan istifadə etmək və batareyaları çox isti və ya soyuq mühitdən uzaq saxlamaq kimi əsas qaydalara əməl etsələr, adətən daha yaxşı nəticələr əldə edirlər. Həqiqətən də tədqiqatlar yavaş-yavaş doldurmanın batareyaların ömrünü uzatmasında və həyat müddəti ərzində yaxşı işləkliyi saxlamasında kömək etdiyini göstərmişdir. Əksər batareya ilə bağlı təlimatlarda insanların batareyalarından maksimum istifadə etmək üçün daimi doldurma nümunələrinin nə qədər vacib olduğu barədə eyni şeyi təkrar-təkrar deyirlər. Bu sadə yanaşmaların qəbul edilməsi həm iqtisadi, həm də ətraf mühit baxımından məqbuldur. Axı, portativ enerji stansiyaları daha uzun müddət xidmət etdikcə istehlakçılar pul qənaət edir və əvəzetmələrə ehtiyac azalır. Bu isə atıqların azalmasına səbəb olur – həm mobil telefonlarda, həm də təcili elektrik ehtiyat sistemlərində, hər şeydə.
Lityum batareyaları ilə bağlı ən böyük problemlərdən biri olan termal qaçışın qarşısını almaq üçün təhlükəsizlik qaydaları çox vacibdir. İstifadəçilər uyğun sertifikatlaşdırılmış zəncirli şarj cihazlarından istifadə etməli və batareyaların idarə olunması zamanı düşməsini və ya sıxışmasını təmin etməlidirlər. Bir çox problem adətən insanların onları evdə düzgün olmayan şəkildə saxlaması nəticəsində, tez-tez istilik mənbələrinə yaxın və ya nəmli yerlərdə baş verir. Bununla belə, həqiqi həyatdan əldə edilən məlumatlar maraqlı bir şeyi göstərir - insanların bu əsas təlimatlara əməl etdiyi zaman hadisələr kəskin azalır. Enerji saxlama həlləri üzərində işləyən istehsalçılar üçün həqiqi təhlükəsizlik protokollarına diqqət yetirmək artıq yalnız rəsmi tələblərə uyğun olmaq demək deyil. Bu, eyni zamanda bazarın etimadını qazanmaq və ehtimal olunan təhlükələrdən həm istehlakçıları, həm də obyektləri qorumaq üçün vacib hala gəlmişdir.
Litiyum batareyalarının daxilində necə işlədiyini yaxşı bilmək enerjinin idarə edilməsində, xüsusilə şəbəkələr və mobil qurğular kimi sahələrdə real fərq yaradır. Şirkətlər enerji yüklərini proqnozlaşdırmaq və yükləmə dövrlərini optimallaşdırmaq kimi üsulları tətbiq etdikdə, onların saxlama sistemləri daha səmərəli olur. Bu isə ümumiyyətlə daha çox mənfəət əldə etməyə və az enerji itkisinə səbəb olur. Hazırkı bazar tendensiyalarına nəzər yetirin – bu tədbirləri həyata keçirən şirkətlər göstəricilərin 30%-ə qədər yaxşılaşdığını bildirirlər. Bu cür ideyaları mövcud enerji idarəetmə sistemlərinə daxil etməklə şirkətlər litiyum batareyaların təklif etdiyi bütün imkanlardan istifadə edə bilərlər. Nəticə isə saxlama həlləridir ki, yalnız artan tələbatı ödəməklə qalmır, həm də gözlənilməz şəkildə xarab olmağa davamlı olur.