ლითიუმის იონის ბატარეები ტყვიის მჟავა

ბატარეის ორი ტიპი, რომელიც თქვენ ყველაზე კარგად იცით, ალბათ არც კი იცოდეთ ის, არის ტყვიის მჟავა ბატარეა და ლითიუმის იონის ბატარეა. ამერიკაში მანქანების უმეტესობას ტყვიის მჟავას ბატარეა აქვს, მაშინ როდესაც პრაქტიკულად ყველა Blackberry და ნოუთბუქი კომპიუტერი ენერგიას ლითიუმის იონის ბატარეიდან იღებს. ერთი ტიპის ბატარეა კარგია თქვენი მანქანისთვის, ხოლო მეორე თქვენი მობილური ტელეფონისთვის წარმოიქმნება ქიმიური ნივთიერებებით, რომლებიც გამოიყენება თითოეული ტიპის ბატარეის შიგნით.

ბატარეა არის ელექტროქიმიური მოწყობილობა, რაც ნიშნავს, რომ ის ქმნის ელექტროენერგიას სხვადასხვა ნივთიერებებს შორის კონტროლირებადი ქიმიური რეაქციების საშუალებით. ბატარეების უმეტესობა, მათ შორის ლითიუმის იონის და ტყვიის მჟავა ბატარეები, შეიცავს ანოდს, კათოდს და მათ შორის არსებულ ნივთიერებას ემსახურება ელექტროლიტად. ანოდი, როგორც წესი, არის დადებითი ტერმინალი და მასში ელექტროენერგია მიედინება, როდესაც ელემენტი გამოიყენება. კათოდური ჩვეულებრივ არის უარყოფითი ტერმინალი და გამოყენებისას მისგან ელექტროენერგია გადის. მათ შორის არსებული ქიმიაა ის, რაც უზრუნველყოფს ელექტროენერგიის დატვირთვას, მაგრამ მათ სჭირდებათ მესამე ნივთიერება ელექტროლიტის სახით, რომ გახდეს საშუალება. თუ ანოდი და კათოდი დაუკავშირდნენ, შედეგი იქნება მოკლე ჩართვა.

ანოდი და კათოდი ტიპიური ტყვიის მჟავას ბატარეაში მზადდება ტყვიისა და ტყვიის დიოქსიდისგან და მათ ხიდს ხსნის ელექტროლიტი, რომელიც დაახლოებით მესამედს წარმოადგენს გოგირდმჟავას. როგორც ბატარეა ახდენს ელექტროენერგიის გამოყოფას, ქიმიური რეაქცია თანდათან გარდაქმნის ორ ელექტროდს ტყვიის სულფატად. აკუმულატორის დატენვა ნაწილობრივ უკუაგდებს ამ გარდაქმნას.

ლითიუმის იონის ბატარეები იყენებს სხვადასხვა ნივთიერებებს, საერთო ელემენტია ლითიუმის მიგრაცია ელექტროდებს შორის ელექტროენერგიის წარმოების რეაქციის დროს. გრაფიტი ჩვეულებრივ გამოიყენება ანოდის დასამზადებლად, ხოლო კათოდების დამზადება შესაძლებელია ლითიუმის კობალტის ოქსიდის, ლითიუმის რკინის ფოსფატის ან ლითიუმის მანგანუმის ოქსიდისა და სხვა ლითიუმზე დაფუძნებული ნივთიერებებისგან. ელექტროლიტი, როგორც წესი, წარმოადგენს ლითიუმის მარილის ხსნარს ორგანულ გამხსნელში. ლითიუმის იონის ბატარეის დატენვა უკუაგდებს ლითიუმის მიგრაციას ბატარეის ქიმიაში.

ტყვიის მჟავა ბატარეები ერთ-ერთი უძველესი პრაქტიკული, მრავალჯერადი დატენვის ელემენტია, რომელიც მე –19 საუკუნის შუა პერიოდით თარიღდება. მათ აქვთ ერთ – ერთი ყველაზე დაბალი ენერგია – წონის და ენერგია – მოცულობის ელემენტის არსებობა, რაც მათ ძალზე დიდს და მძიმეა ენერგიის მთლიანი მოცულობით. რას აპირებენ მათთვის არის ის, რომ მათ აქვთ ძალიან მაღალი ტალღის და წონის თანაფარდობა, რაც ნიშნავს, რომ მათ ერთდროულად დიდი ელექტროენერგიის მიწოდება შეუძლიათ. ეს მათ სრულყოფილებას ხდის პროგრამებისთვის, რომლებსაც ენერგიის დიდი, მოულოდნელი ტალღა სჭირდება, მაგალითად, მანქანის დამწყებთათვის. ტყვიის მჟავა ელემენტების წარმოება ასევე იაფია. ამასთან, ისინი არ არიან ძალიან კარგი როლებში, რაც მოითხოვს ელექტროენერგიის მუდმივ, დაბალ ან საშუალო დენად მიწოდებას ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში. მათ ასევე აქვთ ხანგრძლივი დატენვის დრო.

განსაკუთრებით, როდესაც ტყვიის მჟავას ბატარეასთან შედარებით, ლითიუმის იონების დიზაინს აქვს მაღალი სიმძლავრის წონა და ენერგია მოცულობის თანაფარდობა. ძნელი წარმოსადგენია თანამედროვე ლაპტოპები, მობილური ტელეფონები და ენერგიის მწყურვალი სხვა ელექტრონული მოწყობილობები ამის გარეშე ბატარეები, რადგან კვების ელემენტის სხვა მოთხოვნების დაკმაყოფილება ნიშნავს clunkier ელემენტებს უფრო მოკლედ სიცოცხლის განმავლობაში. ლითიუმის იონის ბატარეებიც კი არსებობს, რომლებსაც დიდი დატვირთვის უნარი აქვთ, მაგალითად, ტყვიის მჟავას ბატარეას. ამასთან, მათ ორი დიდი ნაკლი აქვთ. პირველი, მათი დამზადება ძალიან ძვირია. მეორე, მათი დატენვის შესაძლებლობა იშლება მაშინაც კი, როდესაც ელემენტი არ არის გამოყენებული. ტყვიის მჟავას აკუმულატორი შეიძლება მუშაობდეს კარგი სიმძლავრით რამდენიმე წლის განმავლობაში. ვისაც ერთი ან ორი წლის განმავლობაში აქვს შენახული იგივე მობილური ტელეფონი ან ლეპტოპის ელემენტი, იგივე იცის, არ შეიძლება ითქვას ტიპური ლითიუმის იონის ბატარეაზე.