Oibríonn bataireanna litiúim, nó bataireanna litiúim-ion eile, trí fhuinneamh a stóráil agus a scaoileadh trí ghearrthóirí beaga ar a dtugtar ions litiúim. Nuair a bhfuil an bataráid ag soláthar cumhachta do rud éigin, téann na hionta sin i ndiaidh an taobh amháin den bataráid (an anóid) go dtí an t-aicearra eile (an chatóid). Is é an t-iomlánú aghaidh seo a dhéanann iad sin chomh speisialta i gcomparáid le teicneolaíocht bataireanna a bhí ann roimhe. Is féidir leo cumhacht mhór a chur i spásanna beaga gan iomlán mór meáireachta. Mar sin féin, tá gléasanna cosúil le hionadóirí agus ríomhairí ag dul níos troime ach fós tá níos mó ama caillte idir dhíolú. Tá densachtas an fhuinneamh ag éadromú ar chuid mhaith de na roghanna eile ar an mheargóid an lá inniu.
Tá bataireacha litiúim ar fud againn anois amach sa saol teicniúil a bhfuil againne. Stiúrann na foinseanna cumhachta seo gach rud ó ár bhfearainn laethúla cosúil le hionadóirí agus ríomhairí go dtí rudaí níos mó cosúil le gluaisteáin leictreonacha agus córais stórála ghréine. Cad é a dhéanann iad chomh coitianta? Bhuel, tá siad éadrom ar lár ach cuireann siad isteach go maith nuair atá sé ag dul le cumhacht a choimeád ar feadh tréimhsí faoi mhó. Mar gheall ar an gcómbhunadh seo, táimid ag tabhairt mór air féin orthu nach amháin do ár bhfearainn beaga atá inár bpócaí, ach chomh maith le chur chun cinn leis na roghanna fuinnimh níos glaine a bhfuil go leor cuideachtaí anois ag infheistíocht mhór iontu.
Oibríonn bataireanna litiúim trí eilictríocht a chruthú trí réacsain cheimiceacha istigh iontu, go hiondúil ag bogadh na bpléite litiúim beaga thar a chéile chun sruth eilictrach a ghiniúint. Nuair a úsáidimid na bataireanna seo, tosaíonn na pléite litiúim ag bogadh ó cheann amháin (a thugtar an anóid air) go dtí an t-aonaróid (an cathóid), agus siad ag dul trí rud ar a dtugtar leictreólait tráth na himeachta. Nuair a bhogann na pléite seo ar aghaidh agus siar, tá eilictríocht á gcruthú acu a oibríonn gach rud ó fónléin go h-úthálaíocht sheachtracha. Mar gheall ar an éifeacht a bhfuilidh orthu ag stóráil agus ag scaoileadh cumhachta, tá bataireanna litiúim thábhachtach go mór ina n-áit éilíteach do rudanna cosúil le painéilí gréine agus tuirbíní gaoithe, áit a bhfuil an-tomhas ar leith ag teastáil as solúbthacht an eolais.
Nuair a íoslaímid bataireanna litiúim, is é a tharlaíonn go hairidh ná gur iad na hionta litiúim atá ag bogadh ar ais chuig an gceannóid chuid den bhatairí. Chun é sin a dhéanamh, ní mór dúinn beagán leictreachais a chur isteach ón taobh amuigh den bhatairí féin. Tá sé riachtanach go mbeidh an voltas níos airde ná mar atá ann cheana féin, cosúil le tarchur faoi bhrú uisce. Léi seo, cuireann sé ar ais na hionta beaga sin chuig an taobh ceannóid. Tá sé seo ag obair beagnach i gcoinne chéile le conas a oibríonn an bhatairí, toisc go dtéann na hionta go nádúrtha i dtreo an cathóid nuair a bheidh sí á úsáid. Tá na boganna leanúnacha seo idir an cathóid agus an ceannóid an-tábhachtach don éifeacht a bhíonn ag an bhatairí agus an cumas aige fuinneamh a stóráil agus é a lorg arís ina dhiaidh sin. Gan an t-athbhreithniú céanna seo, ní bheadh a fhónanna againn in ann fuinneamh a choimeád chomh fada sin idir íoslúchraí. Agus labhairt mhír an domhain, déanann an phróiseas iomlán seo na bataireanna litiúim a bheith an-úsáideach do rudaí cosúil le gluaisteáin leictreacha agus do stóráil fuinneamh athchóirithe i líonta móra, ag cabhrú linn dul i dtreo foinseanna éadromlaithe níos glaine i dtreimhse na n-éadromlaithe.
Tá raon mór leictreannanna litium ann, gach cineál oiriúnach do chuid éagsúla postanna bunaithe ar an gceann is féidir a bheith aca agus conas a oibríonn siad. Seo mar shampla Leictreanna Litium-Iarbhásphóras nó LFP. Tá na leictreanna seo éadromha tar éis teacht a bheith ina rogha phríomhúil do mhórán tionscadal stórála fuinnimh mar gheall ar a gcumas teocht a sheasmhaint go maith agus a mheaitseáil trína chéadta chuairt íochta. Mar sin féin is é seo an fáth a grá grúpa an tsoláthar fuinnimh athnuaiteal iad nuair a bhíonn siad ag lorg chun na sean-leictreanna lead-acide a mhalairt a chur in áit ina bhfuil an-riachtanas acu ar choinneáil. Taispeánann iad i gcruthúnas iomlánach go dtéidfidh na pacáistí LFP seo thar 2000 chuairt iomlán íochta agus fós beidh siad in ann seasamh suas faoi choinníollacha tromchúise. Agus ar diffríocht ó na cineálacha eile litium, níl aon mheas orthu iad a dhíchargú go hiomlán, rud a déanann iad go háirithe úsáideach do chuid de shonraíocht na gcríocha solára agus tacú leictreacha ina bhfuil an méid is mó anallachta ag teastáil.
Úsáidtear bataireáil LMO go forleathan i gluaisteáin leictreonacha toisc go gcuireann siad feidhmchláir mhaithe ar fáil i dtíortha éagsúla. Is é an ceann amháin breis is ea an bealach a fhanann siad seasta fiú nuair a athraíonn na teimpléid, chomh maith leis go minic is iad ná níos sábháilte ná go leor roghanna eile. Is é an t-ábhar cathóid speisialta taobh istigh a ligfidh leo tasc a chrú na gceadaíonn leo iarrataí níos airde a láimhseáil freisin. Thar a bheith in úsáid i gluaisteáin leictreonacha, feicimid na bataireáil seo ag obair go maith i gcásanna cosúil le huirlisí cumhachta áit a bhfuil tascanna gasta den éineorg an-tábhachtach, agus fiú in áirithe gléasraí leigeanach a dteastaíonn foinseanna cumhachta iontaofa. Ar an drochuair, ní fhanann an-chuid acu go dtí sin fad sin le roinnt eile. Taispeánann tástáil i dtír an domhain go mbíonn siad de ghnáth ag tabhairt thart ar 300 go 700 cíclach tasc sula gcuirfear ina ionad iad. Don ghiotálaí, is é seo a chiallaíonn go bhfuil i gcónaí cothrom idir na hairíonna feidhmeacha a fháil agus na costais a bheith ag dul i gcionn le linn an ama.
Taispeánann bataireanna LCO suas in ár ngadgets mar a chuirfidh siad go leor cumhachta i dtíortha beaga. Tá siad ag tabhairt tacaíochta don teicneolaíocht seo ó bhí smartphoneanna, páipéanna, agus fiú gléasanna ríomhaircí ag teastáil uathu mar gheall ar a gcumas stórála fuinnimh iontach. Cad a dhéanann iad oibrí go maith ná go bhfuil siad in ann gléasanna a choinneáil ag rith níos faide gan a lán tairise a thógáil ar chor ar bith. Ach tá ceann de chúis anáil ag teacht anseo. Táimid ag tabhairt aird mhóir ar shábháilteacht ós rud é nach bhfuil na bataireanna seo ag dul i n-ord agus teocht agus tá siad ag dul i bhfeidhm níos tapúla in am. Fós, táimid ag leanúint leis na bataireanna LCO don am seo mar gheall ar an ndlúthacht fuinnimh a bhaineann leo nuair a bhíonn sé ag dul chun cumhachtú gléasanna hilectrónacha inniu.
Nuair a bheithimid ag breathnú ar bataireanna litiúim i gcothrom leis na modhail phian-táirgeachta clasaiceacha, bíonn na difríochtaí soiléir go leor ar feadh i bhformhór na gceannró agus i gcúrsaí cosúil leis an gceannaireacht, an líon uair a is féidir iad a íoslódáil agus a gcumas stórála cumais iomlán. Tá na bataireanna litiúim níos éadroime, rud a thagann chun cinn go maith i dtaisceanna a úsáidtear i rudaí a bhíonn daoine ag iompar nó a chuirtear i gluaisteáin in ionad na bataireanna trom phian-táirgeachta a bheith cosúil le brící a iompar timpeall. Tá an éadroimheacht seo ina mhíniú ar a bheith níos éifeachtaí agus tú ag bogadh rudaí thar an lá. Tá plúis mhór eile ag litiúim freisin nuair a bheidh sé ag dul faoi athsholáthar. Díreáilte go minic go mbíonn bataireanna litiúim in ann tuirlingt a dhéanamh ar threimhse 2000 uair a íoslódáil iomlán, agus i ndiaidh sin bíonn na bataireanna pian-táirgeacha ag dul as feidhm tar éis 500 nó 1000 uair ar a bhéile. Ná déan dearmad ar dhlús fuinnimh (energy density) freisin. Tá litiúim in ann stóráil dhá uair chomh mhór fuinnimh agus pian-táirgeachta ar gach aonaid tomhais. Is é sin an fhadhb a thagann chun cinn go bhfuil gléasanna cosúil le hiorcaill agus le ríomhairí ag leanúint ar aghaidh gan stop gan a bheith ag dul níos mó nó níos trom. Tá gach aon cheann de na cúisí seo le bliain ag obair le chéile chun a mhíniú go bhfuil litiúim in ainmniú mar rogha phríomhúil do dhardgineacht agus chun an méid is mó a bhaint as gach uair a íoslódáil.
Nuair a bheidh tú ag breathnú ar bataireanna níos mó (NiMH) i gcomparáid le bataireanna litiúim, bíonn difríochtaí soiléir ann maidir leis an bhfuinneamh a bhaineann leo, an réimse aigeobh, agus an t-áit a gcostaíonn iad a rith. Oibríonn bataireanna litiúim níos fearr go hiondúil toisc go mbíonn níos mó fuinneamh cumadaithe i gcomhphacáidí níos lú agus í luchtú níos tapúla. Sin méadaíonn an t-am a chaillfidh tú ag luchtú agus feabhas ar an gceardchumarsáid ar fad, rud atá thar a bheagáil tábhachtach i rudaí cosúil le hiotair leictreonacha, áit a bhfuil gach nóiméad tairbhe. Tá seans eile ann go bhfuil litiúim ag buail amach. Níl an t-éifeacht cuimhneacháin chreidte sin a bhíonn ag plé le bataireanna NiMH ag baint leis an gcumas a gcaillfidh siad i ndiaidh luchtuithe páirteacha ar ais. Chomh maith leis sin, bíonn bataireanna litiúim ina bhfuil tréimhse níos faide roimh an gá le hionadú, mar sin, cé gurb éascaí an t-áit a gcostaíonn i dtosach, bíonn na bainistíocht iomláine níos cheaprúil san am atá romhainn. D’industriúil a dteastaíonn cumhacht dheimhne gan briseadh an bhuicéad ar aithris, tá litiúim ag dul in éag mar rogha roimh an tosach cé go bhfuil an t-éadlú tosaigh ann.
Tá sé seo a bheith ag athchúrsáil bataireanna litium an-chosúil nuair a thagann sé go laghdú ar a gcosúlacht thimpeallach. Téann an chuid is mó de na hoibríochtaí athchúrsála ag iarraidh rudaí tábhachtacha a bhaint amach cosúil le litium, cóbalt agus nicil as na bataireanna seanfhairsinge seachas ligean do gach rud a imeacht amach ina mallacht. Tosaíonn an obair ar fad le coirnéalú na bataireanna caillte ó áiteanna cosúil le hithrothu agus leictreonachas chomharchéimí sula mbaintear iad ina chéile. Nuair a bheidh siad scartha, bainfidh siad an ceannas ar na hipirmeata seo luachmhar agus cuirfidh siad iad ar ais isteach i línte monaíochta chun pacaí bataireanna nua a dhéanamh, rud a chuidíonn le tógáil an rathainn cosúil a thugaimid córas eacnamaíocht chothromaithe. Seachas bealaí a shábháil, stopann athchúrsáil cheart ceimiceáin mianra ó dul isteach i bpóilíní farraige nó i ngéarchéimeanna áitiúla thar an am.
Tá tábhacht mhór ag baint leis an gcomhshaol a choimeád agus leithéidí nuair a bhíonn muid ag iarraidh dochar nádúrtha a laghdú. Go minic, tá fadhbanna éacológacha toirmiscthe leis an bproiseas a úsáidtear chun litium a aithint, rud a thugann cumhacht do thacaíocht mheithiúil na nua-aimseartha. Táimid ag labhairt faoi thalamh a scriosadh agus faoi bhurcaí uisce a shileáil i réigiúin inar déantar an t-eolóireacht seo. Ach tá nuacht mhaithe ann freisin. Tá roinnt cuideachtaí ag tús a chur leis na bealaí nua-aimseartha a thomhas chun litium a aithint. Tá roinnt acu ag féachaint ar théicneolaíochtaí bunaithe ar uisce saltaigh, agus tá daoine eile ag fócas a chur ar phobail a bhailíochtú maidir leis na bealaí clasaiceacha. Déanann na modhanna nua seo iarracht an dochar a dhéanamh ar nádúr a laghdú agus go gcaillfidh siad níos mó aisteacht ar acmhainní. Tá an t-éiscint fós ann chun bealaí a aimsiú chun freastal ar an éileamh a bhíonn ag méadú ar litium gan dochar a dhéanamh ar an gcomhshaol áitiúil. Agus tá na taighdeanna ar an t-eolóireacht baintreach ag dul chun cinn, beidh ról éiginnteach ag na nuaiscintí ar an eolóireacht agus ar na cláir athchúrsáide mar gheall ar an gcaillteanas litium a bheith in úsáid ar fud an domhain.
Téann saoil ag bheith ina cheist mhór nuair a oibrítear leis na bataireanna litiúim i socruithe fuinnimh a athfhiúfar. Tá sé thar a bheith tábhachtach cosc a chur le hachmhéadú agus na hachallucaí teirmiciúla sna socruithe móra nuair a spreagfaidh na fadhbanna go tapaidh. Tá roinnt riananna forleantacha forghníomhaithe ag an tionscal chun na rudaí a choinneáil faoi rialú. Ní mór na cóilíocht sheachaint a chur ar bun go coiriúil, agus cuideoidh na córas bainistíochta bataireanna chasta (BMS) chun na heacamaí teirmiciúla a choinneáil roimh tharla. Is iad na praisní nua-aimseartha ná gach ceall a choinneáil go hiarasach óna chéile, agus freisin, breathnú gearr ar an teocht a bhíonn ann le linn oibríochta agus cad é a tharlaíonn le linn iarcheardhanna. Taispeánann taighde go bhfuil timpeall leathú a bheith againn de na heacamaí bataireanna ag dul i bhfeidhm as ucht bainistíocht teirmiciúil láidir, rud a thabharfaidh faoi mhéadú ar an gcaoi go mbíonn lánpháirtithe ag infheistíocht mhóir i gcomhphasaí chosanta den sórt sin do na córas stórála fuinnimh.
Tosaíonn ceartú liathriúm na gcríoch leis an bhproiféid a bheith ag leanúint na n-oibríochtaí láimhseála ceart. Is minic a chuirfidh an chuid is mó de na monlaí creidmheas ar an gceartas a bheith ag úsáid tascanna teicthe agus a bheith ag leanúint na specs voltáiste chun seachaint a chur le cipreacha. Tá sé seo chomh hiontach agus a chéile maidir leis an gcuardach freisin - is minic a chuireann grúpaí sábháilteachta béim ar an gceartas a bheith ag stóráil i gcóngar te, fliuch, i bhfad ó áiteanna teo nó ón áit a mbeidh siad ag fanacht faoi ghrian díreach. Ba chóir do chuideachtaí am a infheistú chun oibrithe a mholadh conas na foinseanna cumhachta seo a láimhseáil go ceart. Tá sé seo chomh hiontach agus a chéile maidir le hinspóidh rialta agus beartais oibre rialta - tá sé seo chomh hiontach agus a chéile maidir leis an gceartas a bheith ag lagú ar na coimhlinte. Maidir le socruithe fuinnimh athnuaite a bhfuil mórthiomantas ar teicneolaíocht liathriúm, níl sé seo ach beart maith oibre, ach is é sin an rud is gá a dhéanamh má táimid ag iarraidh réitigh fuinnimh glasa a bheith againn.
Tá an todhchaí soiléir ag teicneolaíocht na mbatterach leictreacha mar atá na taighdeoirí ag obair chun roinnta fuinnimh níos fearr agus níos faide a bheith againn. Tá na príomhshóntaí ina bhfuil eolaithe ag déanamh dul chun cinn ann ná cumhacht na mbatterach a mhéadú, an t-am a thógann íoc a laghdú agus an t-am a fhanann siad ina gceann de. Leis na nuaiscintí seo, tá batteracha againn a bhfuil níos mó cumhachta iontu agus a thógann níos lú ama chun iad a íoc agus a fhanann níos faide rud a tháinig go mór i leith EVanna agus an t-éineas a stóráil a gheinntear ó ghrian nó ón gaoth. Tá roinnt briseamh réasúnta déanta aige an cumhacht fuinnimh a mhéadú suas go dtí an pointe 15% agus an t-am fada a íoc a laghdú. Cuidíonn cineálta cosaintí seo le costais a laghdú i roinnt seachtranna ó iompar go díograis agus táillte ag lorg bealaí chun a gcarrachtóir a laghdú gan a bheith ag éagsú ar an gcaighdeán.
Déanann bataireanna litium stáidse soladach amach anonn don todhchaí toisc go mbíonn siad ag luchtú níos mó fuinnimh i spásanna níos lú agus tá siad níos sábháilte ná mar atá againn anois. In ionad na leictreólaithe leachtach a bhuailfidh tine, tá bataireanna nua úsáid déanta acu as solaidí rud a chiallaíonn nach bhfuil aon scailp nó tine ann nuair a théann rud amú. Is é a dhéanann an t-eolasóireacht seo chomh spéisiúil ná go bhfuil sé sábháilte níos mó, ach tá sé ag stóráil fuinnimh go lúthúla freisin. Sin é an fáth gur thairgeann na monatóirí gluaisteán agus na cuideachtaí gádžet an réigiún seo go dlúth. Tá an taighde ag bogadh go tapaidh, agus laistigh de na cúpla bliain amháin b'fhéidir roghanna stáidse soladach a thosú ag taispeáint suas iár lún againn agus faoi gluaisteáin againn ag príonna a bheidh againn. Táimid ag labhairt faoi rud a bheadh in ann conas muid a gcruthaíonn gach rud a bheith in iúl ó fón póca leictreonach go hútháil thiománaithe, ag ofráil feidhmíochta níos fearr gan na coscanna tine a bheith agam leis an gceangal le teicneolaíocht bataireann reatha.