Noong una, ang mga baterya na acid na lead ay nasa lahat ng dako sa imbakan ng enerhiya ngunit talamak na kulang na kulang na sila sa maraming aspeto ngayon. Para umpisahan, sobrang bigat at makapal nila para sa karamihan ng mga portable device, kaya hindi na sila gustong gamitin sa mga bagay na dala-dala ng mga tao. Ang haba ng buhay ay isa ring problema. Ang mga luma nang baterya ay umaabot lang ng 500 hanggang 800 charge cycles bago palitan, samantalang ang lithium version ay umaabot ng mahigit 3000 cycles nang madali. Pagdating sa lakas na nakapaloob sa bawat kilo, ang lead acid ay nagmamanage lang ng halos 30 Wh/kg kumpara sa nakakaimpresyon na 200 Wh/kg ng lithium. Ito ang nagiging dahilan ng pagkakaiba sa tunay na performance. At huwag kalimutan ang tungkol sa kalikasan. Ang lead ay nakakalason at ang pag-recycle ng mga bateryang ito ay nagdudulot ng malaking problema sa lahat ng kasali sa proseso. Ang epekto nito sa kalikasan ay talagang hindi na bale-wala.
Ang lithium ay malinaw nang naging hari sa mundo ng pag-iimbak ng enerhiya dahil sa kahanga-hangang density ng enerhiya nito. Nakikita natin ito sa lahat ng dako ngayon, mula sa ating mga phone na kasya sa bulsa na tumatagal ng ilang araw ng gamit sa isang singil hanggang sa mga malalaking sasakyang de-kuryente na lumalabas sa mga assembly line. Patuloy din namang umuunlad ang teknolohiya sa likod ng lithium-ion na baterya. Tumaas nang malaki ang bilis ng pag-charge habang mas nakakatiis ang mga baterya ng daan-daang cycles bago ito masira. Ibig sabihin nito, mas matagal ang buhay ng mga gadget at mas mura sa kabuuan. Ano ang gumagawa sa lithium na kaya nitong gawin ito? Mabigat ang kahalagahan nito dahil sa kanyang gaan na timbang na mahalaga lalo na sa pagdidisenyo ng mga bagay tulad ng mga portable solar generator na kinagigiliwan ng mga taong nag-cacamp. Pero may isa pang aspeto sa kuwento ito. Ang mga grupo para sa kalikasan ay nagpapakita ng mga pulang banta tungkol sa pinagmulan ng lahat ng lithium na ito. Ang ilang mga bagong pag-aaral naman ay nagpapakita ng mas malinis na paraan upang makuha ang lithium, na nagpapaligsay sa usapin kung gaano kalis ang ating pag-iimbak ng enerhiya. Alam ng industriya na kailangan nilang ayusin ang problema kung nais nilang patuloy na bumili ang mga konsumidor ng kanilang mga produkto.
Noong dekada 1970, may ilang napakaimprotanteng pag-unlad sa teknolohiya ng baterya na litium, karamihan dahil sa mga taong tulad nina John B. Goodenough at Rachid Yazami na nagsimulang galugarin kung paano magagamit ang litium sa mga elektrodo. Ang natuklasan ng mga mananaliksik noong panahong iyon ay naging basehan ng marami sa mga kasalukuyang disenyo ng baterya. Sumulpot si Stanley Whittingham kasama ang kanyang ideya tungkol sa mga compound ng intercalation ng litium, isang bagay na talagang nakakuha ng atensyon sa loob ng komunidad ng EV noong panahong iyon. Syempre, ang mga baterya noong mga taong iyon ay hindi gaanong mahusay kung ihahambing sa meron tayo ngayon, ngunit kumakatawan pa rin ito sa isang tunay na pagbabago. Ang mga modernong baterya ay nakatayo nang matatag sa balikat ng mga taong ito. Ang mga konsepto na unang binuo ay nagbago nang malaki sa paglipas ng panahon, at malinaw nating makikita ito sa mga baterya ngayon kung saan ang densidad ng enerhiya at kabuuang haba ng buhay ay mas naunlad kaysa sa kanilang mga ninuno.
Noong dekada 1980, naging punto ng pagbabago para sa teknolohiya ng baterya ng lityo nang maunawaan ni John B. Goodenough na ang cobalt oxide ay mainam na gamitin bilang cathode material. Ang kanyang natuklasan ay talagang nag-boost sa dami ng enerhiya na maaaring maiimbak ng mga bateryang ito, na nagawa silang praktikal para sa mga gamit tulad ng telepono at laptop. Bago ito, karamihan sa mga tao ay hindi nga alam kung ano ang lityo-ion na baterya. Ang naitulong ni Goodenough ay nagtakda ng bagong pamantayan sa pagganap ng baterya, na nagbigay-daan sa mga tagagawa na makagawa ng mas maliit na gadget nang hindi kinakailangang ihal sacrifice ang lakas. Hanggang ngayon, ang paghahalo ng cobalt at lityo ay nananatiling pangunahing bahagi sa paggawa ng mas mahusay na baterya. Nakikita natin ito sa lahat ng bagay mula sa ating mga smartphone hanggang sa malalaking portable power bank na nagpapanatili sa atin ng kuryente habang nasa labas o nangyayari ang brownout.
Nang dalhin ng Sony ang mga baterya na lithium-ion sa merkado noong 1991, talagang nagbago ito kung paano isinasaalang-alang ng mga konsyumer ang portableng kuryente. Ang mga baterya ay unang idinisenyo para sa mga maliit na gadget, na nagdulot ng malalaking pagbabago sa iba't ibang klase ng personal na teknolohiya - isipin ang mga mobile phone, mga laptop, halos anumang bagay na nangangailangan ng mas matagal na buhay ng baterya nang hindi napakalaki. Ang nagpapaganda sa pag-unlad na ito ay kung paano nito binago pareho ang ating pang-araw-araw na pamumuhay at mga industriya nang sabay-sabay. Ang paglipat na ito ay tumulong mag-ugnay sa agwat sa pagitan ng mga eksperimentong pang-agham at mga tunay na produkto na maaaring bilhin ng mga tao sa mga istante ng tindahan. Kung titingnan natin ang kalagayan ngayon, nakikita natin ang malalaking merkado na itinayo sa paligid ng mga teknolohiyang ito, kung saan naglalagay ng bilyunan ang mga kumpanya para gumawa ng mas mahusay na bersyon. At hindi lamang sa mga gadget, ang inobasyong ito ay naglagay ng pundasyon para sa mga bagong aplikasyon tulad ng pag-iimbak ng enerhiyang solar nang mahusay, isang bagay na patuloy na nakakakuha ng kahalagahan habang tumitingin tayo sa mga mas berdeng alternatibo.
Sa palagay, ang biyaheng mula sa unang konsepto ng lithium patungo sa komersyal na kabuluhan ay nagtatakda ng isang kinikiling landas para sa hinaharap ng teknolohiya ng energy storage. Sa pamamagitan ng pag-aaral mula sa mga pangunahing taglay na ito, patuloy na nakikita natin ang mga siginiftykang pag-unlad sa paglikha ng mas ligtas, mas epektibo, at mas sustenableng mga battery.
Ang pinakabagong mga pag-unlad sa teknolohiya ng lithium battery ay kasama na ang nanostructured electrodes, at talagang nagbabago ito ng larong may kinalaman sa kapasidad ng baterya. Ang mga maliit na istrukturang ito ay lumilikha ng mas malawak na surface area kung saan nangyayari ang mga kemikal na reaksyon, kaya ang mga baterya ay mas nakakaimbak ng mas maraming enerhiya nang kabuuan. Ang naitala natin bilang resulta nito ay ang mga bagong henerasyong baterya na may dalang 30% mas maraming lakas kaysa dati, at kasama rin dito ay mas mabilis na pag-charge—na isang bagay na nagpapagkaiba para sa mga taong gumagamit ng portable power stations habang nasa labas o sa mga emergency. Isa pang malaking bentahe ay kung paano talaga pinahaba ng nanotechnology ang buhay ng mga bateryang ito. Noon pa man, ang mga manufacturer ay nag-aalala tungkol sa mabilis na pagkasira ng baterya matapos ang paulit-ulit na charging cycles, ngunit tila nalulutas na ang problema na ito salamat sa mga microscopic improvements sa disenyo ng electrodes.
Naging mahalaga na ang pangangasiwa ng init para mapanatili ang ligtas at maayos na pagpapatakbo ng lithium na baterya. Ang mga bagong pag-unlad sa teknolohiya ng thermal ay kadalasang naglalayong bawasan ang mga panganib na dulot ng sobrang init at mga sunog na maaaring mangyari kung sobra-sobra ang pag-init. Ang mga bagong paraan ng pagpapalamig ay gumagana nang maayos sa mga sasakyang elektriko pati na rin sa malalaking yunit ng imbakan ng enerhiya, pinipigilan ang tinatawag na thermal runaway na nangyayari kapag nagsimulang uminit nang hindi macontrol ang baterya. Kapag inilapat ng mga kompanya ang mga sistemang ito sa pangangasiwa ng init, ang mga taong gumagamit ng baterya ay nagsisimulang higit na magtiwala dito, na nagpapabilis ng pagtanggap sa iba't ibang sektor. Dahil dito, nakikita natin ang lithium na baterya na ginagampanan ang mas malaking papel sa lahat mula sa imbakan ng kuryente sa grid hanggang sa mga backup ng solar power, na nagpapakita kung bakit mahalaga ang gampanin nito sa direksyon ng teknolohiya sa hinaharap.
Ang mga baterya na lithium ay naging talagang mahalagang mga sangkap sa mga kasalukuyang sistema ng imbakan ng enerhiyang solar, nagtutulog upang mapakinabangan nang mas mabuti ang mga pinagkukunan ng renewable power. Ang mga sistema ng imbakan ng solar ay gumagana nang madaling salita sa pamamagitan ng pag-iimbak ng enerhiya ng sikat ng araw upang ang mga may-ari ng bahay ay makatanggap pa rin ng kuryente kahit kapag hindi gaanong maliwanag ang araw. Ano ang nagpapahusay sa mga baterya na lithium? Ang kanilang tagal sa maraming beses ng charging at mahusay na operasyon, kaya naman lumilitaw sila sa lahat mula sa mga solar panel sa bakuran hanggang sa malalaking komersyal na instalasyon. Kung titingnan ang mga kamakailang uso, mas maraming tao ang pumapalit sa mga solusyon sa imbakan na batay sa lithium. Ang mga hula ng industriya ay nagsasabi na aabot sa malalaking kita na umaabot sa bilyon-bilyon ang kinita ng sektor na ito sa kalagitnaan ng susunod na dekada. Lahat ng numero na ito ay nagpapahiwatig ng isang bagay nang malinaw - ang teknolohiya na lithium ay tila magiging nangingibabaw sa paraan ng pag-iimbak natin ng enerhiya sa darating na mga taon.
Ang maliit na sukat ng lithium na baterya ay nagbabago sa naiisipang magawa ng mga tao nang hindi umaasa sa grid ng kuryente—lalo na kapag nag-cacamp o kailangan ng suplementaryong kuryente sa mga emergency. Ang mga portable power station na makikita ngayon ay may kasamang smart system na nagpapanatili sa mahabang buhay ng baterya habang pinapanatili ang maayos na pagganap. Dahil nais ng marami ang mga opsyon na magaan at epektibo, mabilis lumalago ang negosyo ng portable power station. Ayon sa pananaliksik sa merkado, ito ay hindi lamang pansamantalang uso. Tilaa'y magiging dominado ng mga aparatong ito ang malaking bahagi ng off-grid na merkado. Talagang naging mahalagang kasangkapan na ito—kung power man ito para sa mga biyaheng pampalakasan o sa mga hindi inaasahang pangyayari sa bahay.
Maaaring baguhin ng solid state batteries ang lahat ng kaugnay sa teknolohiya ng lityo dahil sa kanilang ilang napakalaking bentahe tulad ng mas mataas na kaligtasan at mas mataas na densidad ng enerhiya. Ang pangunahing pagkakaiba mula sa karaniwang baterya ay nasa kanilang materyal na elektrolito. Sa halip na gamitin ang mga nakakapinsalang likido, ang mga bagong bateryang ito ay mayroong solidong elektrolito na nagpapababa nang malaki sa posibilidad ng sunog—na isang bagay na matagal nang hinahangad ng lahat na nagtatrabaho sa mga baterya. Karamihan sa mga eksperto ay naniniwala na makikita na natin ito sa mga istante ng tindahan sa paligid ng 2030, o maaring mas maaga kung maganda ang takbo ng mga pangyayari. Ang mga malalaking kumpanya ay naglalagay na ng seryosong puhunan sa pag-unlad ng teknolohiyang ito, at ang mga laboratoryo sa buong mundo ay naglalaban-laban upang makuha ang teknika para sa komersyal na produksyon.
Ang hinaharap ng teknolohiya ng lithium battery ay nakadepende nang malaki sa mas mahusay na mga paraan ng pagrerikla na gumagana sa loob ng isang circular economy framework. Kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa pagbawas ng basura habang binabalik ang mga mahalagang metal mula sa mga lumang baterya, talagang mahalaga ang ganitong uri ng inobasyon para mapanatili ang pagiging eco-friendly. Ang ilang mga bagong paraan ngayon ay nagpapahintulot sa mga nagrerikla na makuha ang humigit-kumulang 95% ng mga bagay tulad ng lithium at cobalt mula sa mga ginamit na cells. Talagang kahanga-hanga ang rate ng pagbawi na ito kung ihahambing sa naging posibilidad ilang taon lamang ang nakalipas. Dahil nasa mahigpit na patakaran ang mga gobyerno tungkol sa carbon footprints at electronic waste, maraming mga manufacturer ang naglalagay ng malaking puhunan sa mga susunod na henerasyon ng mga sistema ng pagrerikla. Ang mga pamumuhunan na ito ay tumutulong sa mga kumpanya na matugunan ang mga kinakailangan sa regulasyon habang ginagawa ang mas matalinong mga desisyon tungkol sa paraan ng paghawak sa mga hilaw na materyales sa paglipas ng panahon.
