باتری لیتیوم چیست ؟

باتری لیتیوم چیست ؟

در دنیای الکترونیک در دستگاههای اکترونیک پرتابل  ، باتری‌های لیتیومی جایگاه بصورت مستحکمی برای خود ساخته اند و به یک  منبع انرژی مطمئن تبدیل شده‌اند که چگالی انرژی بالا، ساختار سبک وزن و عملکرد طولانی‌مدت را ارائه می‌کنند. در میان انواع مختلف باتری‌های لیتیومی، لیتیوم پلیمر و یون لیتیوم دو گزینه محبوب هستند که هر کدام دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند.در مقاله “باتری لیتیوم چیست ؟”  به اصول باتری‌های لیتیومی می‌پردازیم، تفاوت‌های بین انواع لیتیوم پلیمر و انواع لیتیوم یون را بررسی می‌کنیم و مزایا و کاربردهای مربوط به آنها را بیان می‌کنیم.

آشنایی با باتری های لیتیومی:

باتری های لیتیومی نوعی باتری قابل شارژ هستند که از لیتیوم به عنوان ماده کاتد اولیه استفاده می کنند. آنها به دلیل چگالی انرژی بالا، سرعت تخلیه کم (ماندگاری بیشتر شارژ)  و طول عمر نسبتا طولانی در مقایسه با باتری های شیمیایی سنتی شناخته شده اند. باتری های لیتیومی به طور گسترده ای در دستگاه های الکترونیکی قابل حمل مانند گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها، دوربین های دیجیتال و وسایل نقلیه الکتریکی و غیره استفاده می شوند.

اجزای اصلی باتری های لیتیومی:

آند:

آند یک باتری لیتیومی معمولاً از گرافیت یا سایر مواد مبتنی بر کربن ساخته شده است که می تواند یون های لیتیوم را در حین شارژ شدن با هم ترکیب کند.

کاتد:

کاتد از ترکیبات اکسید فلز لیتیوم مانند اکسید لیتیوم کبالت (LiCoO2)، اکسید لیتیوم منگنز (LiMn2O4) یا فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) ساخته شده است.

الکترولیت:

الکترولیت نمک لیتیوم حل شده در یک حلال آلی است که حرکت یون های لیتیوم بین آند و کاتد را در هنگام شارژ و تخلیه تسهیل می کند.

جداکننده و عایق بین لایه ها:

جداکننده یک غشای متخلخل است که از تماس مستقیم بین آند و کاتد جلوگیری می کند و در عین حال اجازه عبور یون های لیتیوم را می دهد.

تفاوت بین باتری های لیتیوم پلیمر و لیتیوم یون:

یک نمونه باطری لیتیوم یون

لیتیوم یون :

باتری های لیتیوم یونی از الکترولیت مایع استفاده می کنند که معمولاً یک نمک لیتیومی حل شده در یک حلال آلی است. الکترولیت در یک محفظه فلزی استوانه ای یا منشوری قرار دارد.

یک نمونه باطری لیتیوم پلیمر

لیتیوم پلیمر:

باتری های لیتیوم پلیمری از یک الکترولیت جامد یا ژل مانند استفاده می کنند که به جای یک محفظه فلزی سفت و سخت در یک کیسه پلیمری انعطاف پذیر وجود دارد.

شکل و نوع ساخت :

لیتیوم یون:

باتری های لیتیوم یونی معمولاً شکل استوانه ای یا منشوری دارند و در محفظه های فلزی قرار می گیرند.

لیتیوم پلیمر:

باتری های لیتیوم پلیمری ساختاری انعطاف پذیر و سبک وزن دارند که امکان شکل گیری و فرم های سفارشی را فراهم می کند. آنها اغلب در دستگاه های باریک و جمع و جور که فضا محدود است استفاده می شوند.

میزان انرژی دهی:

لیتیوم یون:

باتری های لیتیوم یونی معمولاً چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری های لیتیوم پلیمری دارند، به این معنی که می توانند انرژی بیشتری را در واحد حجم یا وزن ذخیره کنند.

لیتیوم پلیمر:

در حالی که باتری‌های لیتیوم پلیمری ممکن است چگالی انرژی کمی کمتری داشته باشند، طراحی انعطاف‌پذیر آن‌ها انعطاف‌پذیری طراحی و جایگزاری بیشتر در دستگاه‌های فشرده را ممکن می‌سازد.

ایمنی:

لیتیوم یون:

باتری‌های لیتیوم یونی بیشتر در معرض خطرات حرارتی و خطرات احتمالی ایمنی هستند، به خصوص اگر آسیب ببینند یا در معرض شارژ بیش از حد قرار گیرند.

لیتیوم پلیمر:

باتری های لیتیوم پلیمری به دلیل داشتن الکترولیت جامد یا ژل مانند ایمن تر از باتری های لیتیوم یونی هستند که خطر نشت الکترولیت و فرار حرارتی را کاهش می دهد.

کاربردهای باتری های لیتیوم پلیمری و لیتیوم یونی:

باتری های لیتیوم یونی:

به طور گسترده در گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها، تبلت ها، دوربین های دیجیتال و ابزارهای برقی استفاده می شود.
معمولاً در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی (HEVs) به دلیل چگالی انرژی و توان خروجی بالا استفاده می شود.
مناسب برای کاربردهایی که چگالی انرژی و عملکرد در آنها اهمیت دارد.

باتری های لیتیوم پلیمری:

ایده آل برای دستگاه های باریک و جمع و جور مانند فناوری پوشیدنی، هدفون بلوتوث و ساعت های هوشمند.
معمولاً در پهپادها، وسایل نقلیه کنترل از راه دور و اسباب‌بازی‌های رادیویی به دلیل سبک وزن و عوامل فرم قابل تنظیم آنها استفاده می‌شود.
مناسب برای برنامه هایی که انعطاف پذیری طراحی، ساخت سبک وزن و صرفه جویی در فضا بسیار مهم هستند.

نتیجه:

در مطلب باتری لیتیوم چیست ؟ دیدیم که باتری های لیتیومی، از جمله انواع لیتیوم پلیمر و لیتیوم یون، صنعت مدارات الکترونیک قابل حمل را متحول کرده اند و چگالی انرژی بالا، ساختار سبک وزن و عملکرد طولانی مدت را ارائه می دهند. در حالی که باتری‌های لیتیوم یونی از نظر چگالی انرژی و توان خروجی عالی هستند، باتری‌های لیتیوم پلیمری انعطاف‌پذیری طراحی و مزایای ایمنی بیشتری را ارائه می‌دهند.

درک تفاوت بین این دو نوع باتری لیتیومی برای انتخاب منبع تغذیه مناسب برای کاربردهای مختلف، از گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ گرفته تا خودروهای الکتریکی و دستگاه‌های پوشیدنی، ضروری است. به نظر میرسد با پیشرفت‌های مداوم در فناوری باتری، باتری‌های لیتیومی همچنان به نوآوری و شکل دادن به آینده الکترونیک قابل حمل و راه‌حل‌های ذخیره انرژی ادامه می‌دهند.