مزایا و معایب باتری‌های پرطرفدار لیتیوم یونی

به گزارش مجله خبری نگار،این باتری‌ها نسبت به سایر فناوری‌های باتری مانند هیدرید فلز نیکل، باتری‌های اسید سرب، و باتری‌های نیکل کادمیوم مزایا و پیشرفت‌های متمایزی را ارائه می‌دهند. با این حال، همانند تمامی فناوری‌ها، باتری‌های لیتیوم یونی نیز دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. در ادامه به بررسی مزایا و معایب این باتری‌ها پرداخته شده است.

مزایای باتری لیتیوم یونی:

• چگالی انرژی بالا: یکی از مزایای اصلی باتری‌های لیتیوم یونی چگالی انرژی بالای آنهاست. این ویژگی به ویژه برای تجهیزات الکترونیکی مانند تلفن‌های همراه که نیاز به عمر طولانی‌تری بین شارژ‌ها و مصرف انرژی بیشتر دارند، بسیار مهم است.

• تخلیه خود به خود: یکی از مشکلات بسیاری از باتری‌های قابل شارژ، نرخ تخلیه خود به خود آنهاست. سلول‌های لیتیوم یون از این نظر مزیت دارند که نرخ تخلیه خود به خود آنها بسیار کمتر از سلول‌های قابل شارژ دیگر مانند Ni-Cad و NiMH است. این نرخ معمولاً حدود ۵% در چهار ساعت اول پس از شارژ است، اما سپس به حدود ۱ یا ۲ درصد در ماه کاهش می‌یابد
• نیاز کم به نگهداری: یکی از مزایای اصلی باتری‌های لیتیوم یون این است که برای حفظ عملکرد خود به نگهداری خاصی نیاز ندارند.

• ولتاژ سلول: هر سلول لیتیوم یون حدود ۳. ۶ ولت اختلاف پتانسیل دارد که نسبت به سایر باتری‌ها بالاتر است. این امر باعث می‌شود که در بسیاری از کاربرد‌ها به تعداد کمتری سلول نیاز باشد.

• عدم نیاز به آماده‌سازی: بر خلاف برخی سلول‌های قابل شارژ که نیاز به آماده‌سازی اولیه دارند، باتری‌های لیتیوم یون به‌طور پیش‌فرض آماده به کار هستند.

• تنوع انواع: انواع مختلفی از سلول‌های لیتیوم یون وجود دارد که امکان استفاده از تکنولوژی مناسب برای نیاز‌های خاص را فراهم می‌کند. (استوانه‌ای، سکه‌ای، کتابی و...).

معایب باتری‌های لیتیوم یونی:

همانند هر تکنولوژی دیگر، باتری‌های لیتیوم یونی نیز معایبی دارند که باید در کنار مزایای آنها در نظر گرفته شوند. هیچ فناوری‌ای بی‌نقص نیست و باتری‌های لیتیوم یون نیز دارای نقاط ضعف خاص خود هستند. در ادامه به بعضی از چالش‌های آن اشاره شده است:

• ایمنی: یکی از بزرگترین چالش‌ها مربوط به ایمنی این باتری‌ها است. باتری‌های لیتیومی در صورت آسیب دیدن یا شارژ نادرست ممکن است دچار آتش‌سوزی یا انفجار شوند. همچنین، بازیافت باتری‌های لیتیومی به دلیل وجود مواد شیمیایی پیچیده

• حفاظت / سیستم مدیریت باتری مورد نیاز: یکی از معایب باتری لیتیوم یونی این است که به مدار‌های حفاظتی تعبیه شده نیاز دارند تا اطمینان حاصل شود که در محدوده عملکرد ایمن خود نگهداری می‌شوند.. کهنه‌شدن (Aging):یکی از معایب عمده باتری‌های لیتیوم یونی برای لوازم الکترونیکی مصرفی این است که باتری‌های لیتیوم یونی عموماً دچار افت عملکردی می‌شوند. این افت عملکردی به خصوص در شرایطی که تعداد سلول‌ها زیاد باشد و تک سلول‌ها با هم اختلاف داشته باشند بیشتر نمایان خواهد شد.

• حمل و نقل: بسیاری از خطوط هوایی تعداد و ظرفیت باتری‌های لیتیوم یونی را که برای حمل و نقل مجاز می‌دانند، محدود کرده‌اند و این بدان معناست که حمل و نقل آنها (در مقیاس بالا) به کشتی‌ها محدود می‌شود.

• هزینه: یکی از معایب باتری لیتیوم یونی هزینه آنهاست. به طور معمول، ساخت آنها حدود ۴۰ درصد هزینه بیشتری نسبت به سلول‌های نیکل کادمیوم دارد.

• دسترسی به مواد اولیه مورد نیاز: یکی از مهم‌ترین معایب باتری‌های لیتیومی، کمبود منابع لیتیومی و در دسترس نبودن آن برای همه کشور‌ها است. به عنوان مثال بیشترین منابع لیتیوم در کشور‌هایی همچون شیلی، بولیوی و استرالیا است.

با توجه به این موارد محققین و صنایع بزرگ دنیا، در صدد یافتن روش‌هایی برای غلبه بر چالش‌هایی همچون کمبود منابع اولیه و ایمنی این نوع باتری‌ها هستند.